Travail

Travail

Qu'est-ce que le travail?

Nous utilisons souvent le mot «travail» dans notre vie de tous les jours. Par exemple, nous dirions qu'obtenir de bonnes notes à l'école demande beaucoup de «travail» acharné. En physique, le terme «travail» a une signification particulière.

Le travail, en physique, se produit lorsqu'une force agit sur un objet pour le déplacer à une certaine distance du point de départ (également appelé déplacement). Le travail est calculé comme la force multipliée par la distance. L'équation suivante est utilisée pour décrire le travail:
Travail = Force * distance
ou alors
W = Fd
Comment mesurer le travail

L'unité standard pour le travail est le joule (J). Le joule est le même qu'un newton-mètre où le newton est la force et le mètre est la distance.

Force et déplacement

La distance (ou déplacement) en travail est la distance entre le point de départ et le point final. La quantité de voyages entre les deux n'a pas d'importance. Par exemple, si vous soulevez un poids du sol puis le replacez sur le sol, la distance (ou le déplacement) est égal à zéro.

Ne soyez pas trompé

Mesurer le travail peut parfois être délicat. Pour que l'équation W = Fd fonctionne, la force utilisée dans l'équation doit être la force utilisée pour provoquer le déplacement ou la distance. Aussi, rappelez-vous que pour que le travail ait eu lieu, l'objet doit être déplacé par la force. Sinon, la distance, ou «d», dans la formule est 0 et le travail sera 0.

Voici quelques exemples:
  • Si quelqu'un pousse de toutes ses forces sur un mur, mais que le mur ne bouge pas, aucun travail n'a eu lieu. C'est parce que la distance est nulle.
  • Si quelqu'un utilise la force pour tenir une pierre au-dessus de sa tête tout en marchant vers l'est à travers un champ, aucun travail n'a eu lieu. En effet, la force n'est pas dans la même direction (la force est vers le haut) que la distance parcourue par la roche (vers l'est).
  • Si vous faites un push-up complet, en vous soulevant puis en redescendant, le travail total est nul. En effet, la distance totale entre le point de départ et le point d'arrivée est égale à zéro.
  • Si vous laissez tomber votre crayon, c'est que le travail a eu lieu. En effet, le déplacement du crayon de votre main vers le sol est supérieur à zéro et est dans le même sens que la force agissant sur le crayon, qui est la gravité.
Exemple de problème:

Un joueur de baseball lance une balle avec une force de 10 N. La balle parcourt 20 mètres. Quel est le travail total?

W = F * distance
W = 10 N * 20 mètres
W = 200 joules

Problèmes plus compliqués

Lorsque l'angle entre la force et le déplacement n'est pas de 0 degrés ou 90 degrés, une formule plus complexe pour le travail est utilisée. Cette formule comprend l'angle thêta (& Thêta;) qui est l'angle entre la force et le déplacement.

W = F * d * cos & Thêta;
Dans le cas où la force et le déplacement sont exactement dans la même direction theta = 0 et cos & Theta; = 1. Dans le cas où la force n'a pas d'impact sur le déplacement et thêta = 90 degrés, alors cos & Theta; = 0 et, par conséquent, le travail = 0.

Faits intéressants sur le travail
  • Le travail est une quantité scalaire, pas une quantité vectorielle. Cela signifie que, contrairement à la force et à la vitesse, il n'a pas de direction, seulement une grandeur.
  • Une autre unité de travail est le pied-livre. Un pied-livre équivaut à 1,35581795 joules.
  • Le joule est également utilisé comme unité de mesure standard pour l'énergie.
  • Le travail négatif est lorsque la force agissant sur un objet empêche le déplacement de l'objet.