Fra i banchi di un supermercato spingi un
Categoria: FISICA | LAVORO ED ENERGIA | LAVORO DI UNA FORZA COSTANTE
Fra i banchi di un supermercato spingi un carrello per 10 m applicando una forza di 2,0 N parallela allo spostamento.
Quanto lavoro compi?
1) Lavoro ed Energia
In questa unità didattica affronteremo due argomenti nuovi, l’uno strettamente correlato all’altro. Daremo infatti una definizione fisica al concetto di lavoro e mostreremo come esso si lega all’energia. Capiremo poi come questa relazione sia fondamentale per lo studio di quella branchia della fisica che denominiamo dinamica. Lavoro ed energia ci permettono infatti di comprendere a pieno fenomeni che osserviamo quotidianamente. Basti pensare agli sforzi che compiamo quando andiamo a correre, o alla carica improvvisa che acquisiamo quando beviamo una bevanda zuccherata. Si tratta dunque di un argomento che, per quanto possa sembrare astratto e lontano dalla tangibilità, è in realtà estremamente concreto e vicino a tutti noi.
2) Lavoro di una Forza Costante
Il primo aspetto che analizziamo parlando di lavoro è quello relativo a una forza costante, ovvero una forza che rimane inalterata nel tempo. Ciò significa che modulo, direzione e verso rimangono gli stessi durante tutto l’intervallo considerato. Si tratta di un concetto assai importante, che ci introduce all’interno di questo capitolo e ci guiderà alla scoperta di alcuni teoremi, i quali ci daranno un’idea di concreta di molti aspetti della nostra quotidianità. Di seguito vediamo cosa si intende fisicamente per lavoro di una forza costante, la formula vettoriale, la formula del modulo, l’unità di misura e altro ancora. In quanto meno intuitiva rispetto ad altre grandezze (velocità, accelerazione, …), parlare di lavoro potrà sembrarci inizialmente complesso, ma state ben certi che il nostro team renderà il tutto di una semplicità disarmante.
Ci troviamo fra i banchi di un supermercato a spingere un carrello e applichiamo su di esso una forza parallela al suo spostamento. Per risolvere l’esercizio sarà quindi sufficiente applicare la definizione di Lavoro prestando particolare attenzione all’angolo compreso tra le due grandezze vettoriali. Dal testo so che la forza applicata è parallela allo spostamento. Ciò significa che l’angolo alfa compreso tra i due vettori è pari a 0°, e quindi il coseno sarà pari a 1.
So che il lavoro compiuto da una forza si calcola come prodotto scalare:
$$L=\vec F \cdot \Delta \vec x$$
Dunque:
$$L=F\Delta x \cos {\alpha}$$
Dato che forza e spostamento, in questo caso, sono due vettori paralleli con egual verso, si ha che $\alpha=0^\circ$, perciò:
$$L=F\Delta x \cos {\alpha}
=$$
$$=2,0N\times10m\times \cos{0^\circ}
=20J$$
