2.1 Formule voor arbeid bij een constante kracht

2Arbeid

In fysica heeft arbeid een andere betekenis dan wat we doorgaans in het dagelijkse leven met arbeid bedoelen. Om arbeid te kunnen leveren heb je energie nodig.

Arbeid is de energie die nodig is om een voorwerp met een bepaalde kracht over een bepaalde afstand te bewegen.

GROOTHEID EENHEID

NAAM SYMBOOL NAAM SYMBOOL

arbeid W joule

J De eenheid joule is, net als bij energie, de SI-eenheid van arbeid.

1J = 1N ⋅ m = 1 kg ⋅ s2 m2

2.1Formule voor arbeid bij een constante kracht

Om van arbeid te kunnen spreken is er een kracht en een verplaatsing nodig. Dat lezen we duidelijk in de definitie.

De arbeid die een kracht verricht, is immers de hoeveelheid energie die door de kracht wordt omgezet voor een beweging, zoals stappen, lopen, fietsen, autorijden, maar ook het verplaatsen van een container, een bal, een slee ... Naast een kracht, hebben we voor het verrichten van arbeid dus ook een verplaatsing nodig.

Als een kracht dezelfde richting heeft als de verplaatsing, dan levert de kracht arbeid. Die arbeid kan positief of negatief zijn. De arbeid is positief als de kracht dezelfde zin heeft als de verplaatsing, en negatief als de kracht een tegengestelde zin heeft als de verplaatsing.

We kunnen hierbij de arbeid berekenen met de formules W = F · Δx of W =–F · Δx.

Als een kracht loodrecht staat op de verplaatsing levert ze geen arbeid.

Als de kracht een hoek α maakt met de verplaatsing, dan levert enkel de component van de kracht die volgens de verplaatsing gericht is arbeid. In dat geval kunnen we de arbeid berekenen met de formule W = F · Δx · cos α.

De arbeid die een kracht

#–F verricht op een systeem dat een verplaatsing Δx ondergaat is W = F · Δx · cos α Waarbij: F = kracht (N) Δx = verplaatsing (m) α = hoek tussen kracht en verplaatsing (° of rad)