Quando sentiamo parlare di lavoro subito pensiamo al lavoro quotidiano come un servizio per avere in cambio una retribuzione. Ebbene il lavoro, in fisica, è un concetto fondamentale che mette in relazione forze, energia e spostamento. Il lavoro, quindi, è un insieme di fattori, per cui abbiamo vari tipi di lavoro che si differenziano in base alla direzione e al verso della forze e dello spostamento.

FORZA E SPOSTAMENTO CON UGUALE DIREZIONE E VERSO

Immaginiamo di avere un baule davanti a noi al quale applichiamo una determinata forza costante F, che determina uno spostamento s. Quando la forza e lo spostamento hanno la stessa direzione e verso definiamo lavoro come il prodotto tra la forza e il modulo dello spostamento:

L = F · s

L’unita di misura internazionale del lavoro è il joule (J). Definiamo un joule come il prodotto di un Newton per un metro:

1J = 1N · 1s

In questo caso specifico il lavoro è positivo ed è chiamato lavoro motore.

FORZA E SPOSTAMENTO CON UGUALE DIREZIONE MA VERSO OPPOSTO

Immaginiamo di avere un corpo davanti a noi al quale applichiamo una forza costante F, che produce uno spostamento che ha il verso opposto alla forza applicata. Ciò avviene quando noi fermiamo un corpo che è in movimento. In questo caso il lavoro ha una formula di versa ovvero:

L = – F · s

Mettiamo un meno davanti la forza perché ci sta indicando che essa agisce con un verso opposto allo spostamento. Per questo motivo prende il nome di lavoro resistente.

LAVORO IN GENERALE
Supponiamo di vedere un bambino che trascina uno slittino con una cordicella. In questo caso la forza forma un angolo rispetto allo spostamento dello slittino. Per calcolarci il lavoro dobbiamo considerare anche la componente parallela allo spostamento ovvero l’angolo che si viene a creare tra forza F e spostamento s. Avremo dunque:

L = F · s · cosα

CASI PARTICOLARI

Se l’angolo è di 0°, la forza e lo spostamento hanno la stessa direzione per cui avremo si ha un lavoro motore. Infatti si ha a che fare con un lavoro motore quando l’angolo che si può venire a creare rientra nei 90°.

Se l’angolo è di 180°, la forza e lo spostamento hanno la stessa direzione ma verso opposto, per cui si ha una lavoro resistente e quindi un lavoro negativo. Per questo motivo si considera lavoro resistente quando l’angolo che si viene a creare è maggiore di 90° e al massimo uguale a 180°

Un ultimo caso particolare si ha quando l’angolo è di 90° in quanto cos90° è uguale a 0 quindi:

L = F · s · cos90°= Fs · 0 = 0

Il lavoro si definisce nullo quando la forza e lo spostamento sono perpendicolari tra di loro.