Durch Reibungskraft an einem Kulissenstein verrichtete Arbeit

Ein Block gleitet horizontal mit einer Anfangsgeschwindigkeit über einen Tisch v . Die Reibungskraft F bringt es zur Ruhe, nachdem sein Massenmittelpunkt die Distanz zurückgelegt hat S .

Welche Arbeit verrichtet die Reibungskraft?

Meiner Meinung nach sollte es Null sein, weil der Kontaktpunkt von Block und Tisch, auf den die Reibung wirkt, immer in Ruhe ist.

Aber der gesunde Menschenverstand sagt, der Verlust an KE ist die Arbeit, die durch die Reibungskraft geleistet wird.

Wo gehe ich falsch?

@StanShunpike Der Kommentar war eine Art zusätzliche, aber verwandte Frage. Die Verwirrung wurde beseitigt.

Antworten (2)

Gemäß der Newtonschen Mechanik ist es wahr, dass der Tisch eine gleiche, aber entgegengesetzte Kraft gegen die daraus resultierende Schwerkraft ausübt Δ j = 0 , Wo j ist die Auf/Ab-Dimension. Allerdings bewegt sich der Kulissenstein deutlich in der X Dimension (dh horizontal über den Tisch). Und es wirkt auch noch eine Kraft, nämlich Reibung. Der Block erzeugt weder eine eigene Kraft, um der Reibung entgegenzuwirken, noch wirkt eine andere Kraft (außer der Schwerkraft und der Normalkraft) auf ihn. Infolgedessen wird der Block durch Reibung verzögert, bis er zum Stillstand kommt. An diesem Punkt ist die gesamte kinetische Energie des Blocks abgebaut. Somit,

K E = 1 2 M ( 0 ) 2 = 0
.

Ich überlasse es Ihnen, den Rest zu lösen. Hoffentlich beseitigt das die Verwirrung, da es sich anhört, als hätten Sie Dimensionen verwechselt und verwirrt Δ j = 0 Und Δ X 0 .

Eigentlich war mir bewusst, dass es keine Bewegung in y-Richtung gibt. Aber danke für die Antwort :)
Könnten Sie auf meinen Kommentar zu der anderen Antwort antworten?
Ja, also ist die Arbeit gerecht W = F Δ X . Es ist nur eine Zahl, um zu quantifizieren, wie viel Aufwand oder Energie etwas braucht, um sich zu bewegen.
Ein weiteres häufiges Problem, auf das ich stieß, als ich anfing, war, dass einige Bücher davon ausgingen, dass Sie wissen, was ein Vektor ist. Also werden sie schreiben W = F Δ X aber man kann auch sehen W = F Δ X $. Die letztere Version beinhaltet das Skalarprodukt. Es ist wirklich alles nur Buchhaltung. Sie können großartige Informationen dazu finden, wenn Sie sich Videos auf YouTube ansehen. Beispiel: m.youtube.com/watch?v=Lm7UL0XU74U
Ich schlage vor, Videos anzusehen. Sie haben manchmal Animationen und diese helfen viel mehr als Bücher, wenn Sie die Mathematik nicht verstehen. Ich finde es zumindest hilfreich.

Nein, der Kontaktpunkt ruht nicht. Es bewegt sich mit dem Block. Sie verwechseln wahrscheinlich die Rollbewegung, bei der der Kontaktpunkt immer in Ruhe ist. Dort ist der Kontaktpunkt Ruhe, da der tiefste Punkt auf der Scheibe zwei Beiträge hat, einen aufgrund der Vorwärtsbewegung der Scheibe als Ganzes (v) und einen in Rückwärtsrichtung aufgrund der Rotation ( ω R ). Wenn v = ω R der Kontaktpunkt ist in Ruhe und die Bewegung ist reines Rollen. In diesem Fall findet jedoch keine Rotation statt. Der Berührungspunkt (oder eher die Punkte in den meisten Fällen) bewegt sich nur mit dem Rest des Blocks mit der Geschwindigkeit v. Dann ist die Verlustleistung: P = F F R ich C v und die geleistete Arbeit ist W = P D T .

Danke. Ist also F mal S die Größe der Reibungsarbeit? Mein Buch sagt, dass es nicht so ist.
Nein nein, wie ich geschrieben habe W = F v D T wobei die Zeit vom Beginn bis zum Rest der Bewegung variiert. Dies würde bedeuten W = F D S vom Start bis zum Endpunkt. Aber das ist nicht gleich F mal S. Das liegt daran, dass F als Funktion von s variieren kann.
Aber ist das nicht dasselbe? F bleibt konstant.
Kein F ändert sich, da in vielen Fällen Energie verloren geht. Nehmen Sie zum Beispiel eine Widerstandskraft, die mit abnehmender Geschwindigkeit des Partikels weiter abnimmt.
Ich ignoriere all diese Kräfte. Abitur :)
Wenn dem so ist, dann F C Ö S ( θ ) mal S sollte Ihnen die Arbeit geben, solange die Größe der Kraft ( | F | ) konstant ist, ist der Winkel zwischen Kraft und Bewegungsrichtung konstant ( θ = Winkel zw. F Und ( D S ) ) und S ist die Gesamtpfadlänge ( D S ) und nicht die Verschiebung. Weil dann W = F C Ö S ( θ ) D S = F C Ö S ( θ ) D S = F S C Ö S ( θ )
Aber Theta ist 180? Also sollte es FS sein. Ich glaube, mein Buch hat einen Fehler gemacht.