7.13: Il lavoro svolto dalla gravità

La gravità è una delle quattro forze fondamentali della natura. La forza tra gli oggetti sulla Terra e la Terra stessa è chiamata gravità.

Come altre forze, la gravità compie lavoro su un oggetto se lo sposta verso il centro della Terra. In questo caso, il lavoro compiuto dalla gravità è detto essere positivo. Se una forza esterna agisce sull'oggetto contro l'attrazione gravitazionale e riesce a sollevarlo dal centro della Terra, si compie lavoro contro la gravità. In questo caso, il lavoro netto compiuto è detto essere negativo. Se un oggetto si muove lungo la Terra e non ha spostamenti verso o lontano dal centro della Terra, allora nessun lavoro è compiuto dalla gravità o contro di essa.

Naturalmente, nessun oggetto sulla Terra è una particella. Il quadro del centro di massa sviluppato nello studio degli oggetti composti supera questo problema. Una singola particella di massa uguale alla massa totale dell'oggetto può essere considerata presente al centro di massa dell'oggetto prima di considerare gli effetti delle forze esterne, inclusa la gravità.

Quando un oggetto viene lanciato verso l'alto, la forza gravitazionale agisce contro il suo spostamento.

Quindi, il lavoro svolto dalla forza gravitazionale è il prodotto scalare della forza gravitazionale e dei vettori di spostamento.

Poiché questi vettori puntano in direzioni opposte, il lavoro svolto è negativo.

La forza gravitazionale agisce sull'oggetto trasformando l'energia cinetica degli oggetti in energia potenziale.

Dopo aver raggiunto l'altezza massima, l'oggetto ricade all'indietro. La forza gravitazionale agisce nella direzione dello spostamento e il lavoro svolto è positivo.

Supponiamo che un oggetto venga sollevato, sia la forza applicata che la forza gravitazionale lavorano sull'oggetto.

Il lavoro netto svolto sull'oggetto è dato dal teorema lavoro-energia.

Se l'oggetto è fermo prima e dopo un sollevamento, la variazione netta dell'energia cinetica è zero.

Quindi, il lavoro svolto dalla forza applicata è negativo rispetto al lavoro svolto dalla forza gravitazionale.