Arbeit verstehen helfen

Ich habe dieses Problem:

Ein Objekt mit 800 kg Masse wird durch eine Kraft 2,4 m hoch gehoben F . Wie viel Arbeit verrichtet die Kraft am Objekt (die Schwerkraft ist die einzige andere Kraft, die auf das Objekt einwirkt)?

Von dem, was ich gelernt habe, W = F ∗ D . Bedeutet dies, dass es unendlich viele Lösungen für dieses Problem gibt, da jede Kraft größer als 9,81 m/s^2*800 kg das Objekt 2,4 m nach oben heben kann?

Ja! Wenn sie solche Fragen stellen, möchten sie normalerweise, dass Sie die minimal mögliche Arbeit erledigt finden, obwohl :D

Antworten (1)

Ja, es gibt unendlich viele Lösungen, obwohl Ihr Lehrer möchte, dass Sie die naheliegendste auswählen.

Wenn die Kraft auf die Masse wirkt, kann diese Arbeit in zwei Formen umgewandelt werden:

  1. die potentielle Energie des Objekts
  2. die kinetische Energie des Objekts

Wenn Sie eine Kraft von anwenden 800 G Wenn das Objekt dann um 2,4 m angehoben wurde, bleibt es immer noch stationär, da die Kraft gerade ausreicht, um der Schwerkraft entgegenzuwirken, und keine Kraft mehr vorhanden ist, um das Objekt zu beschleunigen. Die kinetische Energie wird also Null sein und die einzige Änderung wird die Änderung der potentiellen Energie sein. Offensichtlich möchte Ihr Lehrer, dass Sie das Problem so analysieren.

Angenommen, die Kraft ist 800 , 000 , 000 , 000 G (Diese Zahl hat keine besondere Bedeutung, außer dass sie groß ist!). In diesem Fall wird das Objekt um 2,4 m angehoben, bewegt sich aber auch mit hoher Geschwindigkeit. Die geleistete Arbeit wird viel höher sein als im ersten Fall, weil sie sowohl die kinetische Energie des Objekts als auch seine potentielle Energie erhöht.

Genau genommen hätte die Frage lauten müssen, dass das Objekt in Ruhe beginnt und 2,4 m höher in Ruhe endet. Dies würde das Problem vollständig spezifizieren.

Welche Krafteinheiten verwendest du, John? Ich verstehe " M ⋅ G " oder " 800 k G ⋅ 9.8 M / S 2 "Aber ich bin es nicht gewohnt, Zahlen (mit nicht angegebenen Einheiten) mit Symbolen (mit implizierten Einheiten) zu mischen. Bin ich nur wählerisch? 800 G scheint Einheiten von zu haben M / S 2 . Abgesehen davon ist dies offensichtlich die richtige Antwort.
@John Rennie Danke für die Antwort. Ich habe Probleme zu verstehen, wie die Anwendung einer Kraft von 800 g die naheliegendste Antwort ist. Wenn ich eine Kraft von 800 g nach oben anwenden würde, würde das nicht dazu führen, dass das Objekt stillsteht, da die Schwerkraft der Kraft nach oben entgegenwirkt. Ich müsste also eine Kraft aufbringen, die etwas größer ist als das Gewicht des Objekts, um es 2,4 m hochzuheben.
@Carefullcars: Schauen Sie sich meine Antwort auf Wie können wir ein Objekt mit Nullgeschwindigkeit bewegen? weil es genau diesen Punkt anspricht. In der Praxis würden wir eine Kraft anwenden, die etwas größer ist als 800 G um das Objekt während des ersten Teils der Bewegung und einer etwas geringeren Kraft zu beschleunigen 800 G um das Objekt über den letzten Teil zu verlangsamen. Über die gesamte Trajektorie würde sich die Kraft mitteln 800 G .
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