Hva er definisjonen på arbeid i fysikk?

Chad Baker / Getty Images

I fysikk , arbeid er definert som en makt forårsaker bevegelse - eller forskyvning - av et objekt. Når det gjelder en konstant kraft, er arbeid skalarproduktet av kraften som virker på et objekt og forskyvningen forårsaket av denne kraften. Selv om både kraft og forskyvning er det vektor mengder, har arbeidet ingen retning på grunn av naturen til et skalarprodukt (eller prikkprodukt) i vektor matematikk . Denne definisjonen er i samsvar med den riktige definisjonen fordi en konstant kraft integreres til bare produktet av kraften og avstanden.

Les videre for å lære noen virkelige eksempler på arbeid, samt hvordan du beregner mengden arbeid som utføres.

Eksempler på arbeid

Det er mange eksempler på arbeid i hverdagen. Fysikkklasserommet bemerker noen: en hest som trekker en plog gjennom åkeren; en far som dytter en dagligvarevogn ned midtgangen til en matbutikk; en student som løfter en ryggsekk full av bøker på skulderen hennes; en vektløfter som løfter en vektstang over hodet; og en olympier som lanserer kulestøtet.

Generelt, for at arbeid skal skje, må en kraft utøves på en gjenstand som får den til å bevege seg. Så en frustrert person som presser seg mot en vegg, bare for å utmatte seg, gjør ikke noe arbeid fordi veggen ikke beveger seg. Men en bok som faller fra et bord og treffer bakken vil bli betraktet som arbeid, i det minste med tanke på fysikk, fordi en kraft ( gravitasjon ) virker på boken og får den til å forskyves i nedadgående retning.

Hva er ikke arbeid

Interessant nok kan en kelner som bærer et brett høyt over hodet, støttet av en arm, når han går i jevnt tempo over et rom, tro at han jobber hardt. (Han kan til og med svette.) Men per definisjon gjør han det ikke noen arbeid. Riktignok bruker kelneren makt for å skyve brettet over hodet, og det er sant at brettet beveger seg over rommet mens kelneren går. Men kraften – servitørens løfting av brettet – gjør det ikke årsaken skuffen for å flytte. 'For å forårsake en forskyvning, må det være en kraftkomponent i retningen av forskyvningen,' bemerker The Physics Classroom.

Beregne arbeid

Den grunnleggende beregningen av arbeid er faktisk ganske enkel:

W = Fd

Her står 'W' for arbeid, 'F' er kraften, og 'd' representerer forskyvning (eller avstanden objektet reiser). Fysikk for barn gir dette eksempelproblemet:

En baseballspiller kaster en ball med en kraft på 10 Newton . Ballen går 20 meter. Hva er det totale arbeidet?

For å løse det, må du først vite at en Newton er definert som kraften som er nødvendig for å gi en masse på 1 kilogram (2,2 pund) med en akselerasjon på 1 meter (1,1 yards) per sekund. En Newton er vanligvis forkortet til 'N.' Så bruk formelen:

W = Fd

Og dermed:

B = 10 N * 20 meter (hvor symbolet '*' representerer tider)

Så:

Arbeid = 200 joule

EN joule , et begrep som brukes i fysikk, er lik den kinetiske energien på 1 kilo som beveger seg med 1 meter per sekund.