Quando una forza viene applicata a un corpo originandone lo spostamento, essa compie un lavoro e ha bisogno di una quantità di energia.
Il lavoro è una grandezza fisica scalare definita come il prodotto di una forza (più precisamente della sua proiezione nella direzione dello spostamento) per lo spostamento stesso:
L=FxΔx.
Il concetto è abbastanza intuitivo; per esempio, si fa più fatica nell’alzare a una certa altezza un peso di 10 kg che uno di un solo kg. Occorre però notare che una forza perpendicolare allo spostamento non compie nessun lavoro.
Nel caso in cui forza e spostamento formino un angolo acuto o nullo si parla di lavoro motore (un corpo che cade), nel caso contrario, di lavoro resistente (quello di una forza elastica di una molla che tende a riportarla nella posizione originaria). Nel caso di un corpo che cade da un’altezza h soggetto alla forza di gravità (di intensità F=mg), il lavoro compiuto dalla forza di gravità è L=mgh, quindi per sollevare il corpo all’altezza h, si dovrà compiere un lavoro resistente uguale e opposto a quello della forza di gravità.
Il joule (J) è l’unità di misura dell’energia e del lavoro nel Sistema Internazionale ed è il lavoro di una forza di 1 N quando il suo punto d’applicazione si sposta di 1 m.
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