Έργο (φυσική)
Στη φυσική, μια δύναμη επιτελεί έργο όταν δρα σε ένα σώμα και υπάρχει μετατόπιση του σημείου εφαρμογής προς την κατεύθυνση της δύναμης.
Το έργο που επιτελείται από μια δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα είναι η δύναμη κατά τη διεύθυνση της μετατόπισης πολλαπλασιασμένη με τη μετατόπιση του σημείου εφαρμογής.
Είναι η δύναμη που κάνει το έργο, όχι ο παράγοντας που δημιούργησε τη δύναμη. Η κίνηση είναι προϋπόθεση του έργου.
Όπως και η ενέργεια, είναι ένα κλιμακωτό μέγεθος, με μονάδες SI τα τζάουλ. Η αγωγή θερμότητας δεν θεωρείται μορφή έργου, δεδομένου ότι δεν υπάρχει μακροσκοπικά μετρήσιμη δύναμη, παρά μόνο μικροσκοπικές δυνάμεις που εμφανίζονται στις ατομικές συγκρούσεις. Ο όρος έργο δημιουργήθηκε τη δεκαετία του 1830 από τον Γάλλο μαθηματικό Gaspard-Gustave Coriolis.
Σύμφωνα με το θεώρημα έργου-ενέργειας, αν μια εξωτερική δύναμη επιδρά σε ένα άκαμπτο αντικείμενο, προκαλώντας τη μεταβολή της κινητικής του ενέργειας από Ek1 σε Ek2, τότε το μηχανικό έργο (W) δίνεται από:
W = Δ E k = E k 2 - E k 1 = m v 2 2 2 2 - m v 1 2 2 2 {\displaystyle W=\Delta E_{k}=E_{k_{2}}-E_{k_{1}}={\frac {mv_{2}^{2}}}{2}}-{\frac {mv_{1}^{2}}{2}}}} 
όπου m η μάζα του αντικειμένου και v η ταχύτητα του αντικειμένου.
Εάν μια σταθερή δύναμη F δρα σε ένα αντικείμενο ενώ το αντικείμενο μετατοπίζεται κατά μια απόσταση d, και η δύναμη και η μετατόπιση είναι παράλληλες μεταξύ τους, το έργο που επιτελείται στο αντικείμενο είναι το γινόμενο των F και d:
W = F ⋅ d {\displaystyle W=F\cdot d} 
Εάν η δύναμη και η μετατόπιση έχουν την ίδια κατεύθυνση, το έργο είναι θετικό. Εάν η δύναμη και η μετατόπιση έχουν αντίθετες κατευθύνσεις, το έργο είναι αρνητικό. Για παράδειγμα, το έργο που εκτελείται από το βάρος ενός βιβλίου που ανυψώνεται είναι αρνητικό. Αυτό συμβαίνει επειδή το βάρος που κατεβαίνει προς τα κάτω έχει αντίθετη κατεύθυνση από τη μετατόπιση προς τα πάνω.
Ένας παίκτης του μπέιζμπολ εργάζεται στην μπάλα μεταφέροντας ενέργεια σε αυτήν.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι το έργο στη φυσική;
A: Έργο είναι η δύναμη που υφίσταται ένα αντικείμενο όταν ασκείται σε αυτό μια δύναμη για ορισμένο χρονικό διάστημα.
Ερ: Πώς αναπαρίσταται το έργο μαθηματικά;
A: Το έργο αναπαρίσταται από τον τύπο W=Fs cos è, όπου το W αντιπροσωπεύει το έργο, το F αντιπροσωπεύει το μέγεθος της δύναμης, το s αντιπροσωπεύει τη μετατόπιση και το cos è αντιπροσωπεύει τη γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της δύναμης και της πραγματικής κατεύθυνσης της μετατόπισης.
Ερ: Τι συμβαίνει αν υπάρχει γωνία μεταξύ της διεύθυνσης της δύναμης και της μετατόπισης;
A: Εάν υπάρχει γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της δύναμης και της μετατόπισης, τότε θα γίνει λιγότερο έργο, καθώς γίνεται λιγότερο αποδοτικό από το να σπρώχνουμε προς μια παράλληλη κατεύθυνση. Όσο πιο κάθετα (90°) προς τη διεύθυνση της δύναμης, τότε περισσότερο έργο πλησιάζει το μηδέν. Εάν είναι μεγαλύτερη από 90°, τότε η συνολική μετακίνηση θα είναι προς την αντίθετη κατεύθυνση από αυτή που επεδίωκε η δύναμη- με αποτέλεσμα αρνητικό έργο.
Ερ: Η αγωγή θερμότητας θεωρείται μορφή έργου;
Α: Όχι, η αγωγή θερμότητας δεν θεωρείται μορφή έργου, δεδομένου ότι δεν υπάρχουν μακροσκοπικά μετρήσιμες δυνάμεις- μόνο μικροσκοπικές δυνάμεις που εμφανίζονται στις ατομικές συγκρούσεις.
Ερ: Ποιος δημιούργησε τον όρο "έργο";
Α: Ο όρος "έργο" δημιουργήθηκε από τον Γάλλο μαθηματικό Gaspard-Gustave Coriolis τη δεκαετία του 1830.
Ερ: Τι δηλώνει το θεώρημα έργο-ενέργεια;
Α: Σύμφωνα με το θεώρημα έργο-ενέργεια, εάν μια εξωτερική δύναμη δρα σε ένα άκαμπτο αντικείμενο προκαλώντας την αλλαγή της κινητικής του ενέργειας από Ek1 σε Ek2, τότε το μηχανικό έργο (W) μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας mv2/2 - mv1/2 , όπου m σημαίνει μάζα και v σημαίνει ταχύτητα.
