Benötigte Energiemenge, um einen 1-kg-Gegenstand über dem Boden zu halten? [Duplikat]

Stellen Sie sich vor, ich hebe ein 100 kg schweres Objekt 1 cm über den Boden und halte es dort. Ich würde gerne wissen, wie viel Energie ich aufwenden muss, um dieses Objekt dort zu halten? Ich verstehe, dass die erforderliche Energie im Grunde genommen 0 ist. Aber in Wirklichkeit verbrauche ich Energie, um beispielsweise meine Hand starr zu halten, um das Objekt angehoben zu halten. Oder ich kann eine Drohne an dem Objekt befestigen und Benzin verbrennen, um es über Wasser zu halten. Irgendwelche Formeln?

Diese Frage kann nicht beantwortet werden, weil es nicht um Physik geht. Die physikalische Antwort ist Null. Die Drohnenantwort hängt von der Drohne ab und das menschliche Halten hängt vom Menschen ab.
Gewählt, um als "unklar, was Sie fragen" zu schließen, aufgrund der Mehrdeutigkeit, was genau das Objekt aufhält.
@heather, Yashas lehnen die Frage eines Anfängers nicht so schnell ab. Es ist sehr klar, dass das OP den Unterschied zwischen Kraft und Energie nicht versteht. Es ist besser zu helfen als zu züchtigen.
Ihre Antwort ist klar und wahrscheinlich nicht doppelt. Sie sprechen davon, das Objekt zu schweben. Je nach Dichte und Form hat das Objekt eine Endgeschwindigkeit. Angenommen, das sind 120 Meilen pro Stunde. Konzeptionell ist die erforderliche Energie diejenige, die von einem Lüfter benötigt wird, der Luft mit dieser Geschwindigkeit bläst und denselben Bereich wie den des Objekts abdeckt. Sie können die realen Berechnungen durchführen, wenn Sie wirklich interessiert sind.

Antworten (2)

Deine Frage ist klar.

Der Energieverbrauch entsteht, indem Arbeit verrichtet wird, die dieselben Einheiten wie Energie hat, und wir wissen aus der Elementarphysik, dass die Arbeit, die in einem Gravitationsfeld verrichtet wird, einfach das Produkt aus Kraft und Weg ist

W = F D

Nehmen wir zum Beispiel an, Sie nehmen Ihre 100-kg-Masse und heben sie vom Boden auf und stellen sie auf einen 1 Meter hohen Sockel. Die Kraft, die Sie ausgeübt haben, ist M G , also etwa 980 Newton und die zurückgelegte Strecke, 1 Meter also verbraucht man etwa 980 Joule Energie. Und das wurde gemacht, egal ob Sie es mit Ihren Muskeln oder mit einer Drohne taten. Nachdem das Objekt auf den Sockel gestellt wurde, verbrauchen weder Sie noch der Sockel weiterhin Energie. Die Energie verschwand nicht, sondern wurde im Objekt gespeichert und das nennt man potentielle Energie.

Was weiterhin besteht, nachdem das Objekt in Ruhe ist, ist eine Aufwärtskraft durch den Sockel, die im Gleichgewicht mit der Abwärtskraft (Gewicht) des Objekts steht. Aber der Sockel verbraucht dafür keine Energie. Wenn Sie jedoch das Objekt halten oder ein UAV Benzin verbrennt, wird Energie aufgewendet, um dieses Kräftegleichgewicht aufrechtzuerhalten.

Die Sache ist, dass diese Frage je nach Kontext und genauem Setup unterschiedliche Antworten hat.

Wenn Sie das Gewicht mit Ihrem Arm halten, wäre es unglaublich anstrengend, einen horizontal gestreckten Arm zu halten. Wenn Sie stattdessen Ihren Arm senkrecht halten, können Sie vielleicht Knochen statt Muskeln die Last tragen lassen, und Ihre Anstrengung ist viel, viel geringer.

Die Drohne verbraucht Treibstoff, um den erforderlichen Auftrieb gegen das Gesamtgewicht zu liefern, das sie nach unten zieht. Aber wie viel Energie benötigt wird, hängt vom Treibstoff, der Drohne, der Luft, der Geometrie und Struktur der Flügel usw. ab.

Hängen Sie das Gewicht an einen Haken in der Decke und es wird überhaupt keine Energie verbraucht - weder von Ihnen noch von einer Drohne und auch nicht von der Decke. Es ist keine Energie erforderlich, damit eine Kraft vorhanden ist . Aber eine solche Kraft kann das Ergebnis von Energie erfordernden Prozessen sein, was im menschlichen Körper bei Muskelkontraktionen und biologischen Prozessen der Fall ist, aber nicht bei der Decke.

Benötigte Energiemenge, um einen 1-kg-Gegenstand über dem Boden zu halten? [Duplikat]
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