לרובנו המילה "עבודה" מזכירה בעיקר את המשכורת החודשית, ואולי גם את שעת הבוקר המוקדמת שבה אנו צריכים להתעורר. אולם בפיסיקה, ובמדע בכלל, מתייחסים למושג הזה באופן קצת שונה.

"עבודה" מוגדרת כשינוי במקומה של מסה בעקבות הפעלה של כוח עליה. היא נמדדת ביחידה שנקראת ג'אול (על שם הפיסיקאי האנגלי ג'יימס ג'אול) ומסומנת באות Work) W). אם תפעילו כוח על שולחן ותגרמו לו כך לזוז מרחק מסוים, ביצעתם למעשה עבודה עליו. אך איך אפשר לדעת כמה עבודה עשינו כשהזזנו את השולחן? ולמה זה חשוב?

כפי שמוצג באיור שלמטה, כדי לחשב את כמות העבודה שנעשתה לצורך הזזת השולחן מכפילים את הכוח שהופעל על השולחן במרחק שבו הזזנו את השולחן. ככל שנפעיל כוח גדול יותר, או ככל שנזיז את השולחן מרחק רב יותר, כך כמות העבודה שנעשה תגדל. באותו אופן אפשר לומר שאם הפעלנו כוח אך לא הצלחנו להזיז את השולחן, לא בוצעה עבודה. כלומר אפשר לחשוב על עבודה כסך כל הכוח שהופעל כדי להזיז את השולחן למרחק מסוים.


חישוב כמות העבודה שיש להשקיע כדי להזיז שולחן למרחק מסוים.

הדוגמה הזאת מתארת מקרה פרטי שבו הזזת השולחן נעשית בקו ישר, אולם ברוב המקרים תזוזת עצמים שונים מתרחשת בכיוונים שונים.  במקרים האלה חישוב העבודה נעשה באמצעות משוואה כללית יותר שמחברת את כל הכוח שהופעל ולוקחת בחשבון גם את כיוון התנועה של השולחן.

במהלך הזזת השולחן נוצר חיכוך עם הרצפה וכתוצאה מכך משתחררת אנרגיה בצורה של חום. כלומר, חלק מהאנרגיה שהושקעה תורגמה לעבודה ולהזזת השולחן בעוד שחלק מהאנרגיה התבזבזה בצורה של חום. באמצעות חישוב כמות העבודה אפשר לדעת כמה אנרגיה צריך להשקיע לצורך ביצוע תהליך מסוים וכך לקבוע את יעילותו. תהליך מוגדר כיעיל יותר ככל שניצול האנרגיה שהושקעה בביצוע העבודה גבוה יותר ופחות אנרגיה התבזבזה בצורה של חום. ובמילים אחרות, ככל שאנחנו מבזבזים פחות אנרגיה לא מנוצלת לצורך ביצוע העבודה, אנחנו יעילים יותר. אז אולי כשמדובר בדחיפת שולחן לא יעניין אתכם במיוחד לדעת כמה יעילים הייתם, אך במונחים תעשייתיים בזבוז אנרגיה עולה הרבה כסף.

הסרטון הבא ממחיש בצורה טובה את מושג ה"עבודה" ואיך מחשבים אותו.

הסרטון הופק במסגרת TED-ED

רן טבעוני
דוקטורנט, המחלקה לחומרים ופני שטח
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך במענה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

0 תגובות