Un sistema di particelle è definito da molte funzioni presenti nel sistema. Alcune di queste funzioni sono forza, spostamento, lavoro, energia, ecc. Una funzione può spesso essere derivata in termini di o da un'altra funzione definita per il sistema. Le funzioni sono correlate in modo tale che spesso è difficile differenziarle.
Lavoro ed energia sono due di queste funzioni scalari che dipendono l'una dall'altra e tuttavia sono diverse l'una dall'altra. È importante conoscere la differenza tra loro per definire un sistema in modo completo e accurato.
Lavoro vs Energia
La differenza tra Lavoro ed Energia è che il lavoro svolto dipende dallo spostamento e dalla direzione dell'oggetto sotto osservazione, mentre l'energia dell'oggetto non dipende dallo spostamento o dalla direzione dell'oggetto.
Il lavoro svolto su un oggetto è la forza applicata su un oggetto che provoca un cambiamento di direzione e spostamento dell'oggetto. Il lavoro svolto su un oggetto può essere positivo o negativo a seconda della relazione tra la direzione della forza e la direzione dello spostamento.
L'energia è la capacità di un oggetto di subire un lavoro. Producono o creano lavoro in un sistema con un oggetto. L'energia di un oggetto non dipende dalla direzione o dallo spostamento dell'oggetto. Esistono molti tipi di energia come l'energia chimica, l'energia potenziale, l'energia meccanica.
Tabella comparativa tra lavoro ed energia
| Parametri di confronto | Opera | Energia |
| Senso | È la forza applicata su un oggetto per provocare un cambiamento di direzione o causare uno spostamento dell'oggetto. | È la capacità di produrre o creare lavoro. È una funzione di un sistema. |
| Etimologia | È in uso dal 1826. È stato coniato dal matematico francese Gaspard-Gustave Coriolis. | Derivato dalla parola greca "Energia" ed è in uso da quando Aristotele ha introdotto questo termine nel 4 a.C. |
| Direzione | Il lavoro dipende dalla direzione. Se la forza applicata è nella stessa direzione della direzione dello spostamento, allora il lavoro è positivo e viceversa. | L'energia non dipende dalla direzione poiché è una quantità scalare. |
| Dislocamento | Se l'oggetto non subisce alcuno spostamento, il lavoro svolto dall'oggetto è considerato nullo anche se l'oggetto ha percorso una certa distanza ma è tornato nella posizione iniziale. | L'energia non dipende interamente dal valore dello spostamento. Quindi, anche se lo spostamento è zero, non è necessario che l'energia applicata sia zero. |
| Equazione | L'equazione per il valore numerico del lavoro è Lavoro=forza x distanza. | Ci sono molte equazioni per trovare l'energia poiché ci sono molti tipi di energia come l'energia elettrica, l'energia chimica, ecc. |
Cos'è il lavoro?
Il lavoro svolto è definito come la forza applicata su un oggetto per causare lo spostamento e un cambiamento nella direzione del movimento dell'oggetto. Viene essenzialmente utilizzato anche per misurare l'energia trasferita a un oggetto dalla forza esterna per provocare un cambiamento nello stato dell'oggetto.
Il lavoro svolto su un oggetto dipende dalla direzione. Se la direzione della forza applicata è la stessa della direzione dello spostamento causato, allora il lavoro svolto è positivo. Se la direzione della forza applicata è opposta, il lavoro svolto è negativo.
L'equazione del lavoro svolto è
lavoro=forza x spostamento
L'unità SI del lavoro svolto è Joules(J) ma si può anche usare N-m. Un joule è definito come 1 N di forza esterna applicata per provocare uno spostamento su 1 m.
Esempio: spingere un muro. In questo caso il lavoro svolto è nullo perché non c'è spostamento. Spingere un cartone da A a B. Il lavoro è fatto.
Che cos'è l'energia?
L'energia è la capacità di un oggetto di subire il lavoro svolto per produrre una forza esterna sull'oggetto. L'energia di un sistema di particelle si conserva sempre. Quindi segue la legge di conservazione dell'energia.
Per un sistema di particelle, l'energia non può essere creata né distrutta. Deve cambiare da una forma all'altra. Pertanto, ci sono molti tipi di energia. Esempi: energia meccanica, energia chimica ed energia potenziale.
Ogni tipo di energia viene utilizzato per definire l'energia utilizzata in diversi tipi di sistemi. Esempio: l'energia chimica è l'energia ottenuta dai cambiamenti chimici nell'ambiente circostante. Ogni tipo di energia ha diverse equazioni energetiche.
L'equazione per l'energia potenziale è, E=mghl'unità SI per l'energia è anche J e può anche essere rappresentata nella forma di N-m (Newton-metro).
Principali differenze tra lavoro ed energia
- I due termini di "lavoro" ed "energia" hanno definizioni diverse. Il lavoro è definito come la forza applicata a un oggetto. La forza applicata dovrebbe causare un cambiamento di direzione o uno spostamento dell'oggetto, solo allora il lavoro è fatto. L'energia, invece, è definita come la capacità di produrre o creare lavoro su un oggetto. È la capacità di un oggetto di subire un lavoro.
- Anche l'origine delle due parole è diversa. Il termine "energia" è stato derivato da Aristotele nel 4 aC. È stato coniato dalla parola greca "Energia" ed è in uso da quando è stato coniato il termine. Sebbene lavoro ed energia siano termini strettamente legati, la derivazione del lavoro è stata fatta molto più tardi. Fu coniato per la prima volta dal matematico francese Gaspard-Gustave Coriolis nel 1826.
- Energia e lavoro sono quantità scalari, cioè la grandezza non dipende dalla direzione. ma il lavoro svolto dipende dalla direzione. Se la forza applicata è nella stessa direzione della direzione di spostamento dell'oggetto, allora il lavoro svolto è positivo e viceversa. Qui, la grandezza del lavoro svolto non dipende dalla direzione, ma il lavoro è fatto. L'energia non dipende dalla direzione.
- Per il lavoro svolto su un oggetto, l'oggetto deve subire uno spostamento. Quando l'oggetto si sposta di una certa distanza e ritorna alla sua posizione iniziale, sebbene la distanza non sia zero, lo spostamento dell'oggetto è zero. Anche in questo caso il lavoro svolto è nullo. L'energia non dipende interamente dallo spostamento dell'oggetto.
- L'equazione per calcolare la grandezza del lavoro è,
Lavoro=forza x spostamento.
L'equazione per l'energia differisce con i diversi tipi di energia. Per l'energia potenziale, l'equazione è E=mgh mentre, per l'energia cinetica, l'equazione è E=1/2 kv^2.
Conclusione
Energia e lavoro sono due diverse funzioni che vengono utilizzate per definire lo stato di un sistema di particelle. Il lavoro è la forza applicata per causare lo spostamento mentre l'energia è la capacità di lavoro svolto da un oggetto.
