Mein Mechanik-Lehrbuch definiert Arbeit so, dass es sich um eine Kraft handelt, die ausgeübt wird, wenn sich der Angriffspunkt über eine gewisse Distanz bewegt. Ich bin verwirrt, wie ich diese Definition anwenden soll.
Angenommen, Sie gleiten mit Ihrer Hand über einen Tisch, so dass Reibung eine Kraft auf den Tisch ausübt, der Tisch jedoch aufgrund äußerer Kräfte stationär bleibt. Wenn die Arbeit auf der Bewegung des Aufbringungspunkts basiert, scheint sich der Aufbringungspunkt zu bewegen, daher sollte die Arbeit von der Hand auf dem Tisch ungleich Null sein. Allerdings hat der Tisch keine Änderung der kinetischen Energie, und äußere Kräfte (beispielsweise eine Haftreibung zwischen Tisch und Boden) üben ebenfalls null Arbeit aus, da sich der Angriffspunkt dieser äußeren Kräfte nicht bewegt, also die Arbeit bedingt die Hand auf dem Tisch sollte 0 sein. Wie löse ich das?
Betrachten Sie zuerst die Hand: Die Reibungskraft auf die Hand wirkt in die entgegengesetzte Richtung der Handgeschwindigkeit. (Insbesondere die Geschwindigkeit des Materials der Hand, auf die die Kraft ausgeübt wird) Die mechanische Arbeit ist also negativ, was bedeutet, dass mechanische Energie die Hand verlässt.
Betrachten Sie als Nächstes den Tisch: Die Reibungskraft auf dem Tisch ist nach Newtons 3. Gesetz gleich und entgegengesetzt zur Reibungskraft auf der Hand. Der Tisch ist jedoch bewegungslos (insbesondere das Material des Tisches, auf das die Kraft ausgeübt wird), es wird keine mechanische Arbeit an dem Tisch verrichtet. Mechanische Energie tritt nicht in den Tisch ein.
Wir haben also mechanische Energie, die die Hand verlässt, aber nicht in den Tisch eindringt. Diese mechanische Energie geht verloren und wird an der Schnittstelle zwischen Hand und Tisch zu Wärme. Es bewegt sich dann gemäß den Gesetzen der Thermodynamik und basierend auf ihren jeweiligen Temperaturen und anderen thermodynamischen Eigenschaften in die Hand und den Tisch.
Knzhou