Arbeit und Energie: Begriffszweifel

Angenommen, ich schiebe einen Block sehr langsam auf einer rauen Oberfläche. Wenn der Block gereist ist D Abstand dann von mir geleistete Arbeit ist W 1 = μ M G D und das durch Reibung ist W 2 = − μ M G D .

Jetzt ist die von mir übertragene Energie zu blockieren μ M G D und das durch Reibung vom Block genommen wird μ M G D , Die Nettoenergie des Blocks bleibt gleich, aber die durch Reibung aufgenommene Energie entwickelt sich als Wärme, und das entspricht meiner verbrauchten chemischen Energie, also der Gesamtenergie von B l Ö C k + M e System bleibt konstant.

Wenn ich jetzt einen Masseblock ziehe M langsam auf eine Höhe zu H , dann ist die Arbeit von mir erledigt W 1 = M G H (vorausgesetzt H ist viel kleiner als der Erdradius) und das durch die Schwerkraft ist W 2 = − M G H . Deshalb M G H geht von mir zu blockieren und M G H vom Block zur Erde, also ändert sich auch hier die Energie des Blocks nicht, warum sagen wir dann, dass die potenzielle Energie des Blocks zunimmt?

Ich weiß, dass mir hier etwas fehlt, da die Gesamtenergie des Systems nicht erhalten bleiben würde, wenn sich die Energie des Blocks nicht ändert und meine Energie abnimmt.

Bitte helfen Sie mir zu verstehen, wo ich falsch liege.

Dies kann helfen, potenzielle Energie zu verstehen : physical.stackexchange.com/a/651071/305718

Antworten (4)

Auch hier ändert sich also die Energie des Blocks nicht, weshalb wir dann sagen, dass die potenzielle Energie des Blocks zunimmt.

Dies ist eine häufige Verwirrung und ist auf schlechte Kommunikation zurückzuführen, nicht auf einen Fehler in Ihrem Verständnis, das richtig zu sein scheint.

Potenzielle Energie ist Energie, die aufgrund der Konfiguration eines Systems verfügbar ist. In diesem Fall ist die potentielle Energie M G H . Überlegen Sie nun, welches System diese potentielle Energie beschreibt. Wir haben M , was eine Eigenschaft des Blocks ist, aber G ist eine Eigenschaft der Erde, und H ist eine Beziehung zwischen dem Block und der Erde. Also das System , das potentielle Energie hat M G H ist das System sowohl des Blocks als auch der Erde.

Wenn wir also sagen "die potenzielle Energie des Blocks steigt", machen wir eigentlich einen Fehler. Wir sollten sagen "die potentielle Energie des Block+Erde-Systems steigt". Wenn Sie also sagen:

Deshalb M G H geht von mir zu blockieren und M G H vom Block zur Erde

Wenn wir die potentielle Energie von Anfang an richtig gelehrt hätten, hätten Sie gesagt: "Deshalb M G H geht von mir zu Block und die potentielle Energie des Systems Block+Erde wird um erhöht M G H "

Danke für die Antwort, aber ich habe den größten Teil Ihrer Antwort verstanden, aber ich habe noch eine Verwirrung. Die Erde tut es − M G H Arbeit auch auf Block und dauert daher M G H Energie daraus, so dass seine Energie zunimmt, was meiner Meinung nach nicht stimmt
@lalittolani Denken Sie daran, die Erde und der Block sind Teil desselben Systems. Die Erde verrichtet also keine Arbeit am Block. Das Erde+Block-System wirkt auf dich. Wenn Sie die Erde und den Block wirklich als getrennte Dinge betrachten wollen, müssen Sie tatsächlich die Erde, den Block und das Gravitationsfeld betrachten. Die Erde bewegt sich nicht oder verändert sich nicht, also verrichtet sie keine Arbeit. Das Gravitationsfeld wirkt auf den Block um -mgh, also hat sich die potentielle Energie des Gravitationsfeldes um mgh erhöht. Die potentielle Gravitationsenergie (mgh) gehört in dieser Sichtweise zum Gravitationsfeld
Ich kann nicht verstehen, warum die Erde nicht -mgh auf Block funktioniert. Das Erde+Block-System wirkt auf dich
@lalittolani, es scheint, als bräuchten Sie eher eine Diskussion als nur eine direkte Frage und Antwort, aber dieses Forum unterdrückt aktiv Diskussionen. Ich ermutige Sie, zu physicalforums.com zu gehen, wo ich auch aktiv bin und wo Diskussionen gefördert werden.
Können wir die Diskussion im Chat fortsetzen? Übrigens habe ich ein Konto auf physicalforum.com erstellt, unter welchem ​​Benutzernamen ich Sie kontaktieren kann
@lalittolani Ich bin dort auch Dale. Ich mag die Chat-Funktion hier nicht, weil sie auf einem mobilen Gerät wirklich umständlich ist, und ich besuche SE normalerweise auf einem mobilen Gerät.
Ok keine Probleme, ich habe meine Frage dort gepostet, hoffe du findest sie
_ "Daher geht mgh von mir zu Block und die potenzielle Energie des Systems Block+Erde wird um mgh erhöht"_, wohin geht dann -mgh durch Erde?
@lalittolani Ich habe gesucht, aber ich sehe Sie nicht auf www.physicsforums.com
Entschuldigung, aus Versehen bin ich auf einer anderen Seite gelandet :-\ (physicshelpforum.com), Sie können mich jetzt auf physicalforum.com überprüfen

Ich glaube, ein Aspekt Ihres Verständnisses, der falsch ist, ist der der potenziellen Energie.

Also ändert sich auch hier die Energie des Blocks nicht, warum sagen wir dann, dass die potenzielle Energie des Blocks zunimmt.

Der Begriff "potenzielle Energie des Blocks" ist eigentlich falsch. Potentielle Energie ist eine Eigenschaft eines Systems aus zwei oder mehr Teilchen, in diesem Fall die der Erde und des Blocks. Daraus folgt, dass die korrekte Art, diese Änderung der potenziellen Energie der Gravitation auszudrücken, darin besteht, dass die potenzielle Energie der Gravitation des Erdblocksystems zunimmt.

Nun zum Grund der Erhöhung: Sie haben eine Kraft ausgeübt und die Verschiebung des Kraftangriffspunkts ist nicht senkrecht zur Kraft (oder Null), was bedeutet, dass Sie Arbeit an dem System aus Erde und Block geleistet haben . Du hast es richtig so geschrieben

W e X T = M G H
Wenn Sie sich jedoch als Teil des Systems Block + Erde einschließen , bleibt die Gesamtenergie erhalten. In einem solchen Fall wäre die Arbeit, die Sie tun würden, nicht mehr außerhalb des Systems. Die gesamte Zunahme der potentiellen Energie des Block-Erde-Paares würde von einer Abnahme der chemischen potentiellen Energie in Ihrem Körper begleitet werden. Dies war auch die Quelle der W e X T wärst du nicht Teil des Systems gewesen:
Δ U C H e M + Δ U G = 0
Und dies zeigt, dass die Gesamtenergie des Systems Block + Du + Erde tatsächlich immer erhalten bleibt.

Hoffe das hilft.

Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich habe verstanden, was Sie sagen möchten, aber sehen Sie sich bitte meinen Kommentar zur Antwort von @Dale an

Sowohl für das Gleit- als auch für das Hebebeispiel ist die am Block geleistete Netzarbeit gleich Null. Das bedeutet lediglich, dass die Änderung der makroskopischen kinetischen Energie (Änderung der kinetischen Energie der Bewegung des Blocks als Ganzes) des Blocks gemäß dem Arbeitsenergiesatz Null ist. Für das Gleitbeispiel ist die Geschwindigkeit konstant, sodass die Änderung der kinetischen Energie Null ist. Für das Hebebeispiel beginnt der Block vermutlich in Ruhe (auf dem Boden) und endet in Ruhe bei H , für eine Änderung von KE von Null.

Das Arbeitsenergietheorem schließt jedoch eine Änderung der potenziellen Energie nicht aus, da potenzielle Energie, wie in anderen Antworten erwähnt, keine Eigenschaft des Objekts (des Blocks), sondern eine Systemeigenschaft ist. Das liegt daran, dass potenzielle Energie die Energie der Position eines Objekts relativ zu etwas anderem ist. In diesem Fall ist die Gravitationspotentialenergie eine Eigenschaft des Erdblocksystems aufgrund der Position des Blocks relativ zur Erde.

Hoffe das hilft.

Ja, Ihre Antwort hilft mir, aber die Arbeit -mgh wird von der Erde erledigt, also nimmt sie mgh Energie aus dem Block, erhöht dies die Energie der Erde
@lalittolani Ja. Aber die Zunahme der potenziellen Gravitationsenergie ist die des Erdblocksystems, nicht die Erde allein oder der Block allein. Ohne eines von beiden würde GPE nicht existieren.
Ich war verwirrt, Sie sagen, dass die Energie der Erde zunimmt, aber @ Dales Kommentar sagt etwas anderes
Ich sagte, die potentielle Energie gehört zur Kombination von Block und Erde, nicht nur zur Erde oder nur zum Block. Es ist eine Systemeigenschaft. Ich denke nicht, dass das im Widerspruch zu dem steht, was Dale sagt, obwohl wir es vielleicht etwas anders sagen.
Ja, ich verstehe es jetzt als Eigenschaft eines kombinierten Systems, nicht eines einzelnen Objekts des Systems, aber ich verstehe nur nicht, dass wir am Block arbeiten und die potenzielle Energie von Erde + Block erhöhen, aber ich kann keine Erklärung für -mgh-Arbeit liefern von der Erde erledigt
Die Schwerkraftarbeit ist negativ, weil die Richtung der Schwerkraft der Richtung der Verschiebung des Blocks entgegengesetzt ist. Die Arbeit, die Sie beim Anheben des Blocks verrichten, ist positiv, da die Richtung Ihrer Kraft die gleiche ist wie die Richtung der Verschiebung des Blocks.
Ja, also übertrage ich Energie auf das Erde+Block-System, aber die Erde nimmt die gleiche Energie vom Block zu ihr auf, also hat sich die Gesamtenergie der Erde erhöht

Sehen Sie, das Konzept der potentiellen Energie impliziert dort tatsächlich die Arbeit, die von den Gravitationskräften geleistet wird. Wir führen die potentielle Energie für konservative Kräfte speziell ein, um die Arbeit dieser Kräfte nicht jedes Mal neu zu berechnen. Im zweiten Fall wählen Sie also nur, ob Sie die Arbeit der Gravitationskraft oder der potentiellen Energie berücksichtigen, nicht beides.

Arbeit und Energie: Begriffszweifel
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v