Kui lükkad raamatut laual, kuni see liigub, teed raamatu kallal tööd. Kui ese kukub maapinnale, kuna seda tõmbab gravitatsioonijõud , siis gravitatsioonijõud teeb eseme kallal tööd. Vastupidi, kui lükkad eset kogu oma jõust, kuni oled higist läbimärg, aga objekt ei liigu, siis sa ei ole selle eseme kallal tööd teinud. Igapäevaelus öeldakse, et oled teinud tööd või rasket tööd eseme lükkamisel, kuid füüsika kohaselt ei ole sa eseme kallal tööd teinud, sest objekt ei nihkunud (objekt ei vaheta kohta).
Tööd saab teha konstantse jõuga (jõu suurus ja suund jäävad alati samaks) või muutuva jõuga (jõu suurus ja suund muutuvad). Näiteks konstantse suuruse ja suunaga jõust on Maa pinna lähedal asuvale objektile mõjuv gravitatsioonijõud. Näiteks muutuva suuruse ja suunaga jõust on vedru jõud. Kui vedru venitada, siis mida rohkem seda venitada, seda tugevamini seda tõmmata, seega ei ole jõu suurus vedru venimisel konstantne. Teine näide on see, kui rakett liigub kosmosesse, siis mida kaugemal see Maa pinnast on, seda väiksem on Maa gravitatsioonijõud raketile mõjuv.
1.1 Konstantse jõu tehtud töö
Matemaatiliselt on objektile mõjuva konstantse jõu tehtud töö järgmise korrutis: nihe objekt, mille jõud või jõukomponent on samas suunas kui objekti nihe.
Tõukejõu (F) tehtud töö:
W = (F)(s)(cos θ) = Fs (cos 0) = Fs (1) = Fs
Jõu F komponendi horisontaalsuunas tehtud töö (F cos θ):
W = (F cos θ) (s) (cos 0) = (F cos θ) (s) (1) = F s cos θ
Kineetilise hõõrdejõu (fk) tehtud töö:
W = (fk cos θ)(s)(cos 180) = (fk )(s)(-1) = – fk s
Normaaljõu (N) tehtud töö:
W = (N)(s)(cos 90)o) = (N)(s)(0) = 0
Raskusjõu poolt tehtud töö (w):
W = (w)(s)(cos 90)o) = (w)(s)(0) = 0
Kirjeldus: W = pingutus või töö (džaulides), s = nihe (meetrites), θ = jõu ja nihke vaheline nurk
Eelmises näites tehtud töö gravitatsioon (w) väärtus on null, kuna gravitatsioonijõu suund on risti (moodustades 90° nurga)o) objekti nihke suunaga (liikumissuunaga). Tuleb märkida, et raskuse tehtud töö ei ole null, kui gravitatsioonijõu suund on sama või vastupidine nihke suunale.
Raskusjõu (w) töö joonisel a kujutatud vabalt langeval objektil on:
W = F s (cos θ) = wh (cos 0) = wh (1) = wh = mgh
Raskusjõu (w) töö vertikaalselt ülespoole liikuval objektil joonisel b on:
W = F s (cos θ) = wh (cos 180) = wh (-1) = -wh = -mgh
Kirjeldus: w = kaal (njuuton), h = kõrgus (meetrites), m = mass (kg), g = raskuskiirendus (meetrit sekundis ruudus)
Eelneva selgituse põhjal saab järeldada järgmisi punkte:
Esiteks, kui objekt ei nihku, siis nihkele mõjuv jõud ei tee tööd. Kui s = 0, siis W = 0.
TeiseksKui jõud moodustab objekti nihkega teatud nurga, siis teeb objektile tööd ainult jõu nihkesuunaline komponent.
Kolmandaks, ei tee objekti nihkega risti olev jõud objektiga mingit tööd. Kui jõud on nihkega risti, on moodustunud nurk 90°oCos 90o = 0.
NeljasPingutus võib olla positiivne või negatiivne. Kui jõud on samas suunas kui objekti nihe, on moodustunud nurk 0.o siis teeb jõud positiivset tööd, vastupidiselt kui jõud on nihkele vastassuunas, siis moodustunud nurk on 180o siis teeb jõud objektil negatiivset tööd.
Töö, mida objektile mõjuv konstantne jõud teeb nihke ajal, on võrdne jõu (F) ja nihke (s) graafikul varjutatud alaga.
Töö tähis on W (suurtäht) ja kaalu tähis on w (väiketäht). Töö rahvusvahelise mõõtühiku süsteemi ühik on njuutonmeeter (N⁻¹). Njuutonmeetri teine nimetus on džaul, lühendatult J, mis on nimetatud 19. sajandi Briti füüsiku James Prescott Joule'i auks.
1.2. Mittekonstantse jõu tehtud töö
Üks näide muutuvast jõust on vedrujõud. Vedrujõu suurus muutub pidevalt, seega ei saa vedrujõu poolt objektile tehtud tööd arvutada konstantse jõu töö valemi abil.
Kui vedru on venitatud, siis mida pikem on vedru, seda suuremat jõudu on vaja. Samamoodi vastupidi, mida suurem on surve ja mida lühem on vedru pikkus, seda suurem on vajalik jõud. Niikaua kui vedru on surutud või venitatud, muutub vedru jõud 0-st (x = 0) maksimumini (F = kx), seega arvutatakse vedru jõud keskmise abil. Keskmine vedru jõud on:
F = ½ (0 + kx) = ½ kx
Vedrujõu poolt objektile tehtud töö on:
L = F x = ½ kx2
Kirjeldus: W = töö (ühikud džaulides), x = vedru pikkuse suurenemine (ühikud meetrites), F = vedrujõud (ühikud njuutonites).
2. Tulemustöö ehk kogutöö (kogujõu tehtud töö)
Kui objektile nihutamise ajal mõjub ainult üks jõud, siis on kogujõu tehtud töö võrdne selle jõu tehtud tööga. Näiteks kui objekt on vabalangemises ja õhutakistust eiratakse, on ainus objektile mõjuv jõud gravitatsioon.
W= Wgravitatsioon
Kui objektile liikumise ajal mõjub sellele mitu jõudu, siis on nende jõudude kogutöö võrdne kõigi objektile mõjuvate jõudude töö summaga.
W = W1 + W2 + W3 + … + Wn
Mitme objektile mõjuva jõu tehtud tööd saab arvutada ka nii, et kõigepealt leitakse kogujõu suurus ja seejärel korrutatakse see nihke suurusega.
W = (resultantjõud)(nihe) = (resultantjõud F)(s)
