Arbeit, die durch die Schwerkraft an einem Objekt an einem Hang ausgeführt wird

Ich lese gerade Fundamentals of Physics (10. Auflage) und bin über eine Frage (Kapitel 7, Frage 7) in Bezug auf die Arbeit der Schwerkraft ratlos.

Die Frage ist folgende: Es gibt ein Schwein, das drei Rutschen herunterfährt, alle drei Rutschen sind auf gleicher Höhe über dem Boden, aber unterschiedlich lang, sie sind daher in unterschiedlichen Winkeln positioniert. Ich werde gebeten, sie nach der Menge an Arbeit zu ordnen, die die Gravitationskraft bei jedem Abstieg auf das Schwein verrichtet.

An dieser Stelle des Kapitels hat das Buch zwei anscheinend relevante Formeln zur Berechnung dieser Arbeit angegeben: Die eine besagt, dass die von der Gravitationskraft verrichtete Arbeit gleich ist M G D cos ϕ (Wo M ist die Masse des Objekts, G ist die Erdbeschleunigung, D ist die Verschiebung und ϕ ist der Winkel zwischen der Kraft und der Verschiebung), und der andere ist das Δ K = K F K ich = W (wobei die Differenz der kinetischen Energien gleich der Arbeit ist).

Nun sagt das Buch, dass die von der Gravitationskraft geleistete Arbeit auf allen drei Folien gleich ist, aber ich verstehe nicht, wie das möglich ist, wenn man die erste Formel anwendet. Ich dachte, dass der Kosinus es irgendwie schaffen würde, dass alle drei Werke gleich sind, aber wenn ich mit einigen eingesteckten Werten versuche, erhalte ich unterschiedliche Werte für verschiedene Folien. Da die kinetische Energie des Schweins am Anfang und am Ende gleich ist, kann ich bei Anwendung der zweiten Formel sehen, wie alle drei Arbeiten Null sein könnten, aber dann sollten die Arbeiten immer noch Null sein, wenn eine der Rutschen zufällig niedriger wäre die anderen, oder?

Ich bin wirklich ratlos, ich weiß eigentlich, dass die von der Schwerkraft geleistete Arbeit nicht vom Weg des Objekts abhängt, durch die Energieerhaltungsformeln, aber ich kann nicht verstehen, wie Sie dies mit den angegebenen Formeln begründen können.

Als was betrachten oder definieren Sie Verdrängung in dieser speziellen Frage? physicalclassroom.com/class/vectors/Lesson-3/Inclined-Planes
Welche Richtung hat die Gravitationskraft? Wie weit bewegen sich die Schweine parallel zur Schwerkraft? Der Kosinusfaktor ermittelt einfach den Parallelabstand.
Außerdem sind die kinetischen Energien am Anfang und am Ende NICHT gleich, es sei denn, Sie lassen das Schwein tatsächlich auf den Boden aufschlagen, aber dann verrichtet der Boden auch Arbeit am Schwein.
Baue einige rechtwinklige Dreiecke. Sehen Sie, was passiert, wenn Sie einen der spitzen Winkel ändern und die Höhe konstant halten.
Danke @JohnForkosh, dass die Äquivalenz es zum Klicken gebracht hat, ich habe meine Testdreiecke falsch gezeichnet. Wie soll ich meine Frage schließen?
@AlexVlasov Warum beantwortest du deine eigene Frage nicht ? Auf diese Weise wird Ihr Denkprozess für zukünftige Leser nützlich sein.

Antworten (1)

Der Fehler, den ich gemacht habe, war die falsche Berechnung der Entfernung jeder Rutsche, wegen meiner eigenen Unerfahrenheit mit Trigonometrie. Die Formel, die mich verstehen ließ, war D C Ö S ϕ = H , wobei D = H / C Ö S ϕ . Vielen Dank an alle, die geantwortet haben.