עבודה (פיזיקה)

בפיזיקה, עבודה פירושה שינוי באנרגיה כתוצאה מהפעלת כוח, והיא נמדדת באמצעות סכימת הכוח לאורך מסלול פעולתו:

$\ W=\int _{\gamma }{{\vec {F}}\cdot \mathrm {d} {\vec {r}}}$

במקרה הפשוט בו הכוח ${\vec {F}}$ קבוע, כלומר לא משתנה לאורך המסלול, העבודה היא:

$W={\vec {F}}\cdot \Delta {\vec {r}}=Fs\cos {\theta }$

כאשר $\Delta {\vec {r}}$ הוא ההעתק (פיזיקה), $s$ הוא אורך הדרך שעובר הגוף, $F$ הוא גודל הכוח, ו :$\cos {\theta }$ היא הזווית בין כיוון פעולת הכוח לכיוון תזוזת הגוף.

יחידת המידה לעבודה ביחידות SI היא ג'ול. ג'ול אחד שווה ערך לעבודה של כוח בן ניוטון אחד הפועל בכיוון התנועה לאורך מסלול באורך מטר. בהתאם לכך מכנים יחידת מידה זו גם בשם החלופי ניוטון מטר.

כוח הפועל על גוף בניצב לכיוון תנועתו לא מבצע עבודה. לדוגמה כוח צנטריפטלי בתנועה מעגלית, כוח נורמלי של גוף שנע על משטח שקבוע במקומו, או כוח לורנץ של שדה מגנטי על חלקיק טעון, שניצב למהירותו.

עבודה ואנרגיה

עבודה ואנרגיה קשורות זו בזו: על פי משפט העבודה-אנרגיה, שינוי באנרגיה הקינטית של גוף בתנועה, שווה לעבודה הכוללת שבוצעה על הגוף במהלך תנועה זו (שהיא גם העבודה של הכוח השקול). את העבודה שמבצע כוח משמר על גוף אפשר לראות כמינוס שינוי באנרגיה הפוטנציאלית, כלומר כשכוח כזה עושה עבודה חיובית האנרגיה הפוטנציאלית יורדת ואפשר לראות זאת כאילו היא עברה אל הגוף, ולהפך.

עבודה ושימור אנרגיה

כאשר הכוחות הפועלים במערכת משמרים, מתקבל ממשפט העבודה-אנרגיה (השינוי באנרגיה הקינטית שווה לעבודה) ומהתכונות של כוח-משמר (השינוי באנרגיה הפוטנציאלית שווה לעבודה בערך שלילי) שסכום האנרגיות (פוטנציאלית וקינטית) במערכת, נשמר.