הגדרה פיזיקלית של עבודה = פעולת כוח לאורך דרך מסוימת (בכיוון הכוח).

מסקנה מהגדרה זו, היא שרק כאשר כוח פועל על גוף, וגורם לו לתנועה בכיוון בו מופעל הכוח, מתבצעת עבודה.

יש בעיה בהגדרה מסוג זה, מכיוון שהיא מתאימה רק עבור מי שלמד פיזיקה בסיסית, ויודע מהו כוח כגודל וקטורי (עם כיוון), ויודע לנתח את כל הכוחות הפועלים. ברור כי לא ניתן להתחיל מהגדרה זו, מכיוון שאין היא מוסיפה מידע לאדם שאינו מבין את המושגים הכלולים בה.

עבור מי שלמד פיזיקה, רק לאחר לימודי התנועה והבנת כוחות ואינטראקציה, ניתן לסכם את המושג עבודה באמצעות הגדרה פיזיקלית זו. למרות זאת, עדיין לא פשוט לכולם להבין מדוע לדוגמא כדור הארץ בתנועתו סביב השמש אינו מבצע עבודה ! (הכוח הפועל בין כדור הארץ לשמש מאונך לכיוון התנועה).

הגדרה פשוטה יותר ומובנת יותר של עבודה, היא: כמות האנרגיה המועברת אל המערכת או ממנה, לא כולל אנרגיה המועברת בהולכת חום.

• על פי הגדרה זו, מה לדעתך הן היחידות של עבודה?

אין ביצוע עבודה כאשר אין תנועה !

תלמידים מתבלבלים ממסקנה זו, מכיוון שהדוגמאות מחיי יום יום, מלמדות אחרת.

לדוגמא: כאשר פושטים יד לפנים ומחזיקים בה ספר כבד, ללא תנועה, מתעייפים.

"מבזבזים" אנרגיה מבלי לבצע עבודה.

ההסבר לכך הוא, שאכן אין מבצעים עבודה על הספר (מכיוון שאינו נע).

העייפות נובעת מהעובדה ששריר יכול רק להתכווץ ולא להתמתח. על כן בנויים שרירי הגוף בקבוצות שרירים הפועלות אחת כנגד השנייה. כאשר שריר אחד מתכווץ, שריר אחר נמתח, ולהיפך. כדי ליצור את המתח בשרירים מתבצעת המרה של אנרגיה כימית לחום, בפעולת הכיווץ של השריר. במשך כל הזמן מבוצעת פעולת השרירים אחד כנגד השני, וכדי להחזיק אותם מכווצים במידה הנדרשת, מושקעת אנרגיה.

האם ניתן לבנות מכונה היכולה לעבוד לתמיד, ללא אספקת אנרגיה מבחוץ?

דורות של ממציאים, ניסו לבנות מכונה שתפעל ללא הפסקה, ותבצע עבודה ללא השקעת אנרגיה מבחוץ. השם המתאר מכונות אלו הוא Perpetuum Mobile.

אתר המכיל מידע רב על מכונות אלו נמצא בכתובת:

http://www.hp-gramatke.net/perpetuum/index.htm

עקרונית, מכונה מסוג זה אינה אסורה על פי חוקי התנועה של ניוטון.

מעשית, ותיאורטית, לא ניתן לבנות מכונה מסוג זה, מכיוון שהיא סותרת את חוק שימור האנרגיה.

לדוגמא, בפעולתה של כל מערכת עם חלקים נעים, קיים חיכוך. כתוצאה מהחיכוך, חלק מהאנרגיה הופך לחום, שאינו מנוצל במערכת.

מומלץ לעיין באתר האינטרנט של דונלד סימנק, המסביר (באנגלית) את המוזיאון של מתקנים שאינם עובדים, בכתובת:

http://www.lhup.edu/~dsimanek/museum/unwork.htm