ในทางฟิสิกส์ “งาน” หมายถึง ปริมาณทางฟิสิกส์ที่เกิดขึ้นเมื่อมีแรงมากระทำต่อวัตถุและทำให้วัตถุเคลื่อนที่ในทิศทางของแรงนั้น งานสามารถคำนวณได้จากสมการ
W=F x d x cos(θ)
โดยที่:
- W คือ งาน (หน่วยเป็นจูล , J)
- F คือ ขนาดของแรงที่มากระทำต่อวัตถุ (มีหน่วยเป็นนิวตัน , N)
- d คือ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ในทิศทางของแรง (มีหน่วยเป็นเมตร , m)
- θ คือ มุมระหว่างทิศทางของแรงและทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ
หน่วยของงานในระบบ SI คือ จูล (Joule หรือ J) ซึ่ง 1 จูลเท่ากับ 1 นิวตันเมตร (N·m)
ตัวอย่างเช่น:
- หากเราออกแรงดึงกล่องน้ำหนัก 10 นิวตัน ไปในทิศทางแนวนอนระยะทาง 5 เมตร แรงและการเคลื่อนที่อยู่ในทิศทางเดียวกัน งานที่เกิดขึ้นคือ: W = 10 N×5 m×cos(0∘)=50 J
หน่วยของงาน
หน่วยของงานในระบบ SI คือ จูล (Joule, J) ซึ่งเป็นหน่วยของงานหรือพลังงาน 1 จูล เท่ากับงานที่เกิดจากแรง 1 นิวตัน เมื่อทำให้วัตถุเคลื่อนที่เป็นระยะทาง 1 เมตรในทิศทางของแรง
นอกจากนี้ยังสามารถแปลงหน่วยเป็นพลังงานในรูปแบบต่าง ๆ ได้ เช่น:
- 1 จูล เทียบเท่ากับ 0.239 แคลอรี (หน่วยพลังงานอาหาร)
- 1 กิโลจูล (kJ) เท่ากับ 1000 จูล
การใช้ในชีวิตประจำวัน
- การยกสิ่งของขึ้นจากพื้น – ถ้าเรายกของจากพื้นขึ้นสูง งานจะเกิดขึ้นเนื่องจากแรงที่ใช้ในการยกของขึ้นในทิศทางของแรงโน้มถ่วง
- การผลักรถไปข้างหน้า – เมื่อคุณออกแรงผลักรถและรถเคลื่อนที่ งานที่เกิดขึ้นจะคำนวณจากแรงที่ผลักและระยะทางที่รถเคลื่อนที่
งานในฟิสิกส์เกี่ยวข้องโดยตรงกับพลังงาน ถ้าวัตถุได้รับงานหรือมีงานเกิดขึ้นกับวัตถุ พลังงานจะถูกถ่ายโอนเข้าสู่ระบบนั้นๆ