Appunti di fisica: il lavoro

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Questi sono appunti di fisica su lavoro. Una forza applicata a un corpo fa lavoro quando si verifica uno spostamento del suo punto di applicazione. Il concetto di lavoro è strettamente legato a quello di moto. Quindi un uomo fa lavoro quando solleva un corpo mentre non fa’ lavoro se se tiene il corpo sollevato alla stessa altezza. Il lavoro è una grandezza scalare il cui valore dipende dal valore della forza applicata e da quella dello spostamento, L=F+l. Quindi il lavoro che fa una forza costante F quando si sposta da un tratto AB=l lungo la retta d'azione della forza stessa, ad esempio se solleviamo un corpo dal peso P fino ad un altezza H il lavoro sarà L= p+h.

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Il lavoro si considera positivo o negativo

Il lavoro si considera positivo (o motore) se sposta e spostamento hanno lo stesso verso, negativo (o resistore), se forza e spostamento sono discordi. Ad esempio se un corpo cade liberamente il suo peso fa lavoro motore, se invece viene sollevato il suo peso fa lavoro resistore. Un altro esempio di lavoro resistore è l'attrito che deve essere immaginata come forza di verso opposto a quello della forza. La formula dimensionale del lavoro è j=N*M. Il joule è il lavoro che fa la forza di un newton quando sposta il punto di applicazione di un metro lungo la propria retta d'azione.

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Lavoro nelle macchine

Quando la forza motrice equilibra esattamente la resistenza ed i rispettivi punti di applicazione sono fermi, nessuna delle forze fa lavoro. Se i punti di applicazione si muovono, la forza motrice fa lavoro motore mentre la resistenza fa lavoro resistore, per il principio di conservazione dell' energia si può affermare che: gli spostamenti dei punti di applicazione delle due forze sono inversamente proporzionali ai rispettivi moduli. Ciò significa che quando si guadagna in forza lo si perde in spostamento ma il lavoro fatto è lo stesso.

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Rendimento

Una macchina che non ha resistenza passiva non è realizzabile, poiché le macchine disperdono sempre una certa quantità di energia che viene spesa per vincere la resistenza passiva. Il lavoro motore fornito viene solo in parte restituito come lavoro utile, mentre una certa frazione viene dispersa come lavoro passivo. Il lavoro fornito sarà uguale a la somma tra il lavoro utile più il lavoro passivo. Il rendimento quindi come età=lavoro utile/lavoro fornito. Siccome il lavoro utile è sempre minore del lavoro fornito avremo eta < 1. Il rendimento si esprime in percentuale, dire quindi che una macchina ha un rendimento del 75%, sta a significare che è capace di trasformare in lavoro utile il 75% del lavoro motore assorbito.

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