1 joule in kg
1 joule in kg: esercizio
Un uomo solleva un oggetto da terra fino all'altezza di un metro.
Sapendo che il lavoro compiuto è pari a 1 joule, si determini la massa dell'oggetto.
Svolgimento dell'esercizio
L'esercizio propone il calcolo della massa di un oggetto sollevato da terra fino all'altezza di un metro, sapendo che il lavoro compiuto è pari a 1 joule.
Il lavoro compiuto dall'uomo è uguale e contrario al lavoro svolto dalla forza peso: tale lavoro è di tipo positivo in quanto trattasi di lavoro motore (se invece volessimo calcolare il lavoro della forza peso esso sarebbe negativo in quanto il lavoro della forza peso si oppone alle forze del campo).
Per definizione il lavoro è il prodotto della forza (in questo caso forza-peso) per lo spostamento.
L = Fp ∙ s
La forza-peso è invece data dal prodotto della massa (espressa in kg) per il valore dell'accelerazione di gravità (espressa in metri al secondo quadrato, m/s2).
Fp = m ∙ g
In conclusione risulta che:
L = m ∙ g ∙ s
in cui:
- L = lavoro (joule)
- m = massa dell'oggetto (kg)
- g = accelerazione di gravità (m/s2)
- s = altezza a cui viene sollevato l'oggetto (m)
Dalla formula precedente è possibile ricavare il valore della massa m:
Nel nostro caso specifico si ha che:
- L = 1 joule
- m = ?
- g = 9,81 m/s2
- s = 1 m
Sostituendo tali valori nella formula precedente si ha che:
In conclusione, il lavoro di 1 joule viene compiuto su un corpo di massa 0,102 kg, ovvero di 102 grammi.
Ciò è quanto affermato anche nella dispensa relativa al joule, in cui si è detto che 1 joule corrisponde al lavoro necessario per alzare di un metro da terra un oggetto di massa 102 grammi (ovvero 0,102 kg, ovvero circa 1 hg = 1 ettogrammo).
1 Joule equivale al lavoro necessario per alzare di un metro da terra un oggetto di massa 1 hg.
Ricordiamo infine che il joule prende il nome dal fisico inglese James Prescott Joule.
Altri esercizi li trovi qui: esercizi sul lavoro.
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