Arbete

Om du tar dina första steg in i energiområdet är det sannolikt att du börjar med arbete. Ett fysikaliskt arbete är en kraft som får verka en sträcka.

Formel för fysikaliskt arbete

    \[W = Fs\]

Figur 1. Fysikaliskt arbete.

Figur 1. Fysikaliskt arbete.

Där W är arbete från engelskans work, F är kraften och s är sträckan. Det är viktigt att kraften och sträckan är i samma riktning, om det inte är så kan trigonometri användas. Mer om det längre ner.

Enheten för arbete är Joule

Enheten för energi och för arbete är joule. Enheten är uppkallad efter James Prescott Joule (1818-1889).

    \[1~\text{Nm} = 1~\text{Joule} = 1~\text{J.}\]

Exempel på arbete

En låda dras framåt med kraften 800 Newton en sträcka på 25 meter. Hur stort arbete har uträttats?

Vi kan direkt sätta in det hela i formeln för arbete.

    \[W = Fs\]

Med siffror ger detta ett arbete på

    \[W = 800\cdot25 = 20000~\text{J} = 20~\text{kJ}.\]

Arbete med en vinkel

Ibland händer det att kraften inte är precis i samma riktning som sträckan. Ett exempel på detta är om någon drar en pulka efter sig, då är ofta repet och i sin tur kraften vinklad något uppåt. Vi kan då beräkna den horisontala komposanten med hjälp av trigonometri.

    \[W = Fs\cos{\phi}\]

Figur 2. Fysikaliskt arbete med vinkel mot horisontalplanet.

Figur 2. Fysikaliskt arbete med vinkel mot horisontalplanet.

Exempel på arbete med vinkel

En låda dras 250 Newton och vinkeln 25° mot horisontalplanet en sträcka på 20 meter. Hur stort arbete har utförts?

Bilden blir densamma som ovan. Enda skillnaden är att vi nu har värden istället för variabler.

    \[W=Fs\cos{\phi} = 250\cdot20\cos{25\degree} = 4531.54... \approx 4.5~\text{kJ.}\]

Arbetet omvandlas till annan energi

Exempel på ett arbete är friktionsarbete. Detta har vi en exempeluppgift om på sidan rörelseenergi, då rörelseenergi omvandlas till friktionsarbete.