Lavoro

Il lavoro (simbolo $W$, dall’inglese Work, o $L$) è la grandezza fisica che misura l’energia trasferita a un corpo o da un corpo mediante l’applicazione di una forza che ne provoca uno spostamento. Nel Sistema Internazionale si misura in Joule (J).

Nella sua definizione più semplice, per una forza costante $\vec{F}$ che agisce su un corpo che compie uno spostamento rettilineo $\vec{s}$, il lavoro è pari al prodotto scalare tra il vettore forza e il vettore spostamento:

$$W = \vec{F} \cdot \vec{s} = F \cdot s \cdot \cos(\theta)$$

dove $\theta$ è l’angolo compreso tra la direzione della forza e quella dello spostamento. Se la forza e lo spostamento sono paralleli e concordi ($\theta = 0^{\circ}$), il lavoro è massimo e positivo (lavoro motore); se sono discordi ($\theta = 180^{\circ}$), il lavoro è negativo (lavoro resistente, come quello delle forze di attrito).

In generale, se la forza varia lungo una traiettoria curva $\gamma$, il lavoro si definisce come l’integrale di linea del campo di forze:

$$W = \int_{\gamma} \vec{F} \cdot d\vec{s}$$

Secondo il Teorema dell’energia cinetica, il lavoro totale compiuto dalle forze agenti su un punto materiale è pari alla variazione della sua energia cinetica: $W = \Delta E_k$. In termodinamica, il lavoro è una delle due modalità (insieme al calore) con cui un sistema può scambiare energia con l’ambiente, alterando la propria energia interna secondo il Primo Principio.