Gilt das Arbeits-Energie-Theorem für Leistung = Kraft * Geschwindigkeit?

Das Arbeitsenergie-Theorem besagt: „Arbeit soll verrichtet werden, wenn sich die kinetische Energie ändert“, dh Arbeit = ∆kinetische Energie

Eigentlich wird der Satz genauer ausgedrückt als:

Die an einem Objekt geleistete Netzwerkarbeit entspricht seiner Änderung der kinetischen Energie.

Beachten Sie die Betonung auf dem Wort "net". Das liegt daran, dass Arbeit positiv oder negativ sein kann und wenn die Menge an positiver Arbeit, die an einem Objekt geleistet wird, gleich der Menge an negativer Arbeit ist, die an dem Objekt geleistet wird, ist das Netzwerk Null und es sollte keine Änderung der kinetischen Energie geben. Das ist der Fall, wenn die Geschwindigkeit eines Objekts konstant ist. Nach Newtons erstem Gesetz wirken entweder keine Kräfte auf das Objekt oder die Nettokraft mehrerer Kräfte ist Null, was bedeutet, dass jede positive Arbeit, die von Kräften geleistet wird, gleich der negativen Arbeit ist, die von anderen Kräften geleistet wird.

Ein Beispiel ist ein Auto, das sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Der positiven Arbeit des Motors, der das Auto vorwärts bewegt, steht bei einem Netz von Null und einer Änderung in die gleiche negative Arbeit von dissipativen Kräften (Luftwiderstand, Rollwiderstand der Reifen usw.) gegenüber, die in umgekehrter Richtung wirken kinetische Energie von Null. Tatsächlich wird die gesamte vom Motor geleistete Arbeit aufgrund von Reibung als Wärme abgegeben.

Hoffe das hilft.

Das Arbeitsenergie-Theorem besagt: „Arbeit soll verrichtet werden, wenn sich die kinetische Energie ändert“, dh Arbeit = ∆kinetische Energie

Dies ist keine sehr genaue Aussage des Arbeitsenergiesatzes. Eine korrektere Aussage ist, dass das „Netzwerk“ gleich der Änderung der kinetischen Energie ist:$W_{net}=\Delta KE$

Dies ist eine wichtige Unterscheidung, da der Begriff „Netzwerk“ eine spezifische und sehr eingeschränkte Bedeutung hat:$W_{net}=\vec F_{net} \cdot \vec{\Delta x}_{COM}$Wo$\vec{\Delta x}_{COM}$ist die Verschiebung des Massenmittelpunkts.

Nun, es ist völlig legitim, die Zeitableitung davon zu nehmen, um zu erhalten$P_{net}=\vec F_{net} \cdot \vec v_{COM}=\frac{d}{dt}KE$. Dies wäre die Potenzversion des Arbeitsenergiesatzes.

Leistung = Kraft * Geschwindigkeit, wobei eine konstante Kraft F eine konstante Geschwindigkeit aufrechterhält (Überwindung der Gegenkraft). Die Existenz von Macht impliziert die Existenz von Arbeit.

Hier verwechselst du zwei verschiedene Kräfte. Die erste ist die „Nettoleistung“ aus dem Arbeitsenergiesatz. Da es eine Gegenkraft gibt, ist die Nettokraft also Null$P_{net}=\vec 0 \cdot \vec v = 0=\frac{d}{dt}KE$. Der KE ist also tatsächlich konstant und das Objekt bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit.

Die zweite Kraft ist die Kraft einer individuellen Kraft. Manchmal wird dies je nach Kontext und Präferenz des Autors als mechanische Leistung oder thermodynamische Arbeit bezeichnet. Das kann geschrieben werden$P=\vec F \cdot \vec v$Wo$\vec F$ist die individuelle Kraft und$\vec v$ist nicht die Schwerpunktsgeschwindigkeit, sondern die Materialgeschwindigkeit am Angriffspunkt der Einzelkraft.

In Ihrem Fall hat die individuelle Kraft eine von Null verschiedene Kraft, auch wenn die „Nettokraft“ Null ist. Der Unterschied zwischen den beiden impliziert, dass entweder die entgegengesetzte Kraft eine individuelle Kraft hat, die gleich und der Kraft der ersten Kraft entgegengesetzt ist, oder dass sich die innere Energie des Objekts ändert.