Arbejde

Arbejde

Hvad er arbejde?

Vi bruger ofte ordet 'arbejde' i vores hverdag. For eksempel vil vi sige, at det kræver meget hårdt 'arbejde' at få gode karakterer i skolen. I fysik har udtrykket 'arbejde' en specifik betydning.

Arbejde i fysik opstår, når en kraft virker på et objekt for at bevæge det et stykke fra startpunktet (også kaldet forskydning). Arbejde beregnes som kraften gange afstanden. Følgende ligning bruges til at beskrive arbejde:
Arbejde = Force * afstand
eller
W = Fd
Sådan måles arbejde

Standardenheden til arbejde er joule (J). Joule er den samme som en newtonmeter, hvor newtonen er kraften, og måleren er afstanden.

Kraft og forskydning

Afstanden (eller forskydningen) i arbejdet er afstanden fra startpunktet til slutpunktet. Mængden af ​​rejse imellem betyder ikke noget. For eksempel, hvis du løfter en vægt fra jorden og derefter placerer den tilbage på jorden, er afstanden (eller forskydningen) nul.

Lad dig ikke narre

Måling af arbejde kan undertiden være vanskelig. For at ligningen W = Fd skal fungere, skal den kraft, der anvendes i ligningen, være den kraft, der bruges til at forårsage forskydning eller afstand. Husk også, at der er sket arbejde, at genstanden skal forskydes af styrken. Ellers er afstanden eller 'd' i formlen 0 og arbejdet vil være 0.

Her er nogle eksempler:
  • Hvis nogen skubber på en mur med al deres magt, men muren ikke bevæger sig, har der ikke været noget arbejde. Dette skyldes, at afstanden er nul.
  • Hvis nogen bruger magt til at holde en klippe over hovedet, mens de går østover over et felt, er der ikke sket noget arbejde. Dette skyldes, at kraften ikke er i samme retning (kraften er op) som afstanden bevæget af klippen (østpå).
  • Hvis du laver en fuld push-up, løfter dig selv op og derefter ned igen, er det samlede arbejde nul. Dette skyldes, at den samlede afstand fra startpunktet til slutpunktet er nul.
  • Hvis du taber din blyant, er der sket arbejde. Dette skyldes, at forskydningen af ​​blyanten fra din hånd til jorden er større end nul og er i samme retning som den kraft, der virker på blyanten, hvilket er tyngdekraften.
Eksempel på problem:

En baseballspiller kaster en bold med en styrke på 10 N. Bolden bevæger sig 20 meter. Hvad er det samlede arbejde?

W = F * afstand
W = 10 N * 20 meter
W = 200 joule

Mere komplicerede problemer

Når vinklen mellem kraften og forskydningen ikke er 0 grader eller 90 grader, anvendes en mere kompleks formel til arbejde. Denne formel inkluderer vinklen theta (& Theta;) som er vinklen mellem kraften og forskydningen.

W = F * d * cos & Theta;
I det tilfælde hvor kraften og forskydningen er i nøjagtig samme retning theta = 0 og cos & Theta; = 1. I det tilfælde hvor kraften ikke har nogen indvirkning på forskydningen og theta = 90 grader, så er cos & Theta; = 0 og derfor arbejdet = 0.

Interessante fakta om arbejde
  • Arbejde er en skalar mængde, ikke en vektormængde. Dette betyder, at den i modsætning til kraft og hastighed ikke har nogen retning, kun en størrelsesorden.
  • En anden arbejdsenhed er fodpunden. Et fodpund er lig med 1.35581795 joule.
  • Joule bruges også som standard måleenhed for energi.
  • Negativt arbejde er når kraft, der virker på en genstand, forhindrer genstandens forskydning.