Onko fysiikan kannalta työtä kannatella kirjapinoa?
Hyvä kysymys, joka koskee sitä että fysiikan työ ja arkikielen työ eivät monissa tilanteissa tarkoita samaa asiaa. Fysiikan kannalta kappaleeseen tehdään työtä vain jos sen paikka muuttuu. Esimerkiksi kivilohkareeseen nojailu tai kirjapinon kannattelu ei ole työtä. On myös tilanteita joissa kappaleen paikka muuttuu, mutta ei tehdä työtä. Kirjapinoa voidaan kantaa vakionopeudella vaakatasossa, eikä siihen liity työtä. Kuu kiertää maapalloa lähes ympyräradalla, eikä tähänkään liity työtä.
Kappaleeseen vaikuttavan kokonaisvoiman tekemä työ aiheuttaa mekaanisen energian muutoksen, eli liike-energian tai potentiaalienergian muutoksen. Aiemmissa esimerkeissä ei synny tai häviä kumpaakaan energiamuotoa, joten työtä ei ole tehty.
On kuitenkin päivänselvää, että kirjapinon kannattelu tuntuu työltä ja kirjapinoa kannateltaessa energiaa kuluu enemmän kuin jos ei kannatella kirjapinoa. Tämä energia menee hukkaan ihmisen lihaksissa esim. lämpönenergiana. Hukkaan mennyt energia on hankala laskea, mutta sitä voidaan mitata analysoimalla hengitysilman happi- ja hiilidioksidipitoisuuksia samalla tavalla kuin kuntotesteissä, joissa määritetään esimerkiksi juoksemiseen tai kävelemiseen kulunut energia.
Miikka de Vocht, tohtorikoulutettava
Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto
