I fysik, arbejde defineres som en kraft forårsager bevægelse - eller forskydning - af et objekt. I tilfælde af en konstant kraft er arbejde det skalære produkt af den kraft, der virker på et objekt, og forskydningen forårsaget af denne kraft. Selvom både kraft og forskydning er vektor mængder, arbejde har ingen retning på grund af arten af et skalprodukt (eller prikprodukt) i vektor matematik. Denne definition er i overensstemmelse med den rigtige definition, fordi en konstant kraft integreres til kun produktet af kraft og afstand.
Læs videre for at lære nogle eksempler på det virkelige liv på arbejdet, samt hvordan man beregner mængden af arbejde, der udføres.
Eksempler på arbejde
Der er mange eksempler på arbejde i hverdagen. Fysik klasseværelset bemærker nogle få: en hest, der trækker en plov gennem marken; en far, der skubber en indkøbskurv ned ad midtgangen i en købmand; en studerende, der løfter en rygsæk fuld af bøger på skulderen; en vægtløfter der løfter en vektstang over hovedet; og en Olympian, der lancerer skuddet.
Generelt skal der udøves en kraft på et objekt, der får den til at bevæge sig. Så en frustreret person, der skubber mod en væg, kun for at udtømme sig, udfører ikke noget arbejde, fordi væggen ikke bevæger sig. Men en bog, der falder ned fra et bord og rammer jorden, vil blive betragtet som arbejde, i det mindste med hensyn til fysik, fordi en styrke (tyngdekraft) handler på bogen og får den til at blive forskudt i nedadgående retning.
Hvad fungerer ikke
Interessant nok kan en tjener, der bærer en bakke højt over hovedet, understøttet af den ene arm, når han går i et jævnt tempo over et rum, synes måske, han arbejder hårdt. (Han er måske endda svedende.) Men pr. Definition gør han det ikke nogen arbejde. Sandt nok bruger tjeneren kraft til at skubbe bakken over hovedet, og også sandt bevæger bakken sig hen over rummet, mens tjeneren går. Men kraften - tjeneren løfter bakken - gør det ikke årsag magasinet, der skal flyttes. "For at forårsage en forskydning skal der være en komponent af kraft i retningen af forskydningen," bemærker fysikklasseværelset.
Beregning af arbejde
Den grundlæggende beregning af arbejde er faktisk ganske enkel:
W = Fd
Her står "W" for arbejde, "F" er kraften, og "d" repræsenterer forskydning (eller afstanden objektet bevæger sig). Fysik til børn giver dette eksempel problem:
En baseballspiller kaster en bold med en styrke på 10 Newton. Bolden kører 20 meter. Hvad er det samlede arbejde?
For at løse det skal du først vide, at en Newton er defineret som den kræft, der er nødvendig for at tilvejebringe en masse på 1 kg (2,2 pund) med en acceleration på 1 meter (1,1 yards) pr. Sekund. En Newton er generelt forkortet til "N." Så brug formlen:
W = Fd
Dermed:
W = 10 N * 20 meter (hvor symbolet "*" repræsenterer tider)
Så:
Arbejde = 200 joule
EN joule, et udtryk, der anvendes i fysik, er lig med den kinetiske energi på 1 kg, der bevæger sig med 1 meter per sekund.