Arbeid i fysikk betyr noe mer presist enn arbeid i dagligtale. I hverdagen kan du si at du arbeider når du leser, tenker, skriver eller står lenge på beina. I Fysikk 1 handler arbeid om energi som overføres når en kraft virker på en gjenstand og gjenstanden forflytter seg. Derfor er arbeid et nøkkelbegrep mellom krefter og energi. Når du forstår arbeid, blir det lettere å forstå bevegelsesenergi, potensiell energi, friksjon, effekt og energibevaring.
Den enkleste formelen er W = F s, der W er arbeid, F er kraften i bevegelsesretningen, og s er forflytningen. Enheten er joule, J. Siden 1 J = 1 N m, kan du se arbeid som «kraft ganger vei». Men denne enkle setningen må brukes nøye. Hvis kraften ikke peker samme vei som forflytningen, må du bruke komponenten av kraften i forflytningsretningen. Hvis kraften peker motsatt vei, blir arbeidet negativt. Hvis kraften står vinkelrett på bevegelsen, gjør den ikke arbeid på gjenstanden.
I LK20 og Fysikk 1 er målet ikke bare å kunne sette tall inn i en formel. Du skal kunne forklare sammenhenger, bruke modeller, tolke grafer og vurdere antakelser. Arbeid er perfekt til dette, fordi temaet kan beskrives med ord, figurer, regning og grafer. På ifingo kan du koble denne artikkelen til flere ressurser i /ressursbank/artikler/ om krefter, energi, bevegelse, friksjon og eksamenstrening.
Hva betyr arbeid i fysikk?
Arbeid krever kraft og forflytning
For at en kraft skal gjøre arbeid på en gjenstand, må to ting skje samtidig. Først må det virke en kraft. Deretter må gjenstanden forflytte seg mens kraften virker. Hvis du holder en tung sekk stille i ro, blir du sliten, men i fysikk gjør du ikke mekanisk arbeid på sekken dersom sekken ikke forflytter seg. Det kan føles rart, men det viser at fysikkbegrepet er mer avgrenset enn dagligtalen.
Hvis du derimot løfter sekken opp fra gulvet til en hylle, gjør du arbeid på sekken. Kraften du bruker peker oppover, og sekken forflytter seg oppover. Energi overføres til sekken som økt potensiell energi. Hvis sekken senkes rolig ned igjen, kan tyngdekraften gjøre positivt arbeid, mens hånden din gjør negativt arbeid for å bremse bevegelsen.
Formelen W = F s
Når kraften er konstant og peker i samme retning som forflytningen, kan arbeidet regnes med W = F s. Hvis kraften er 20 N og forflytningen er 3,0 m i kraftens retning, blir arbeidet W = 20 N · 3,0 m = 60 J. Dette betyr at 60 joule energi er overført til eller fra systemet gjennom kraftens virkning.