Stellen Sie sich vor, ein Auto beschleunigt und seine Reifen rutschen nicht, sondern rollen. Welche Kraft wirkt auf das Auto, die seine kinetische Energie verändert? Einige Leute sagen in der Definition der Arbeit dw = F.dx, dass dx die Verschiebung ist, wo die Kraft ausgeübt wird, so dass die Reibungsarbeit am Auto Null ist, weil sich der untere Teil der Reifen nicht in Bezug auf die Straße bewegt das ist richtig? Ich denke, dass der Arbeitsenergiesatz besagt, dass die Arbeit externer Kräfte auf einen Körper der Änderung der kinetischen Energie des Massenschwerpunkts entspricht, nicht dort, wo die Kraft ausgeübt wird.
Bitte sagen Sie mir, ob die durch Reibung geleistete Arbeit Null ist und unser System das Auto mit seinen Reifen ist. Welche Kraft verursacht die Änderung der kinetischen Energie des Schwerpunkts des Autos? Ist seine Arbeit Null? Warum? Wenn Null, wie rechtfertigt man den Arbeitsenergiesatz?
(Achten Sie darauf, nicht die innere Kraft für diesen Satz zu verwenden, da sich die besten Autos mit den besten Motoren nicht auf einer rutschigen Straße wie einer fettigen Straße bewegen können! Die innere Kraft verursacht, wenn Reibung vorhanden ist, dass sich die Sorgfalt bewegt.)
Wenn die Frage lautet: "Welche Arbeit leistet die Reibungskraft der Straße am Auto?", dann ist Ihre ursprüngliche Interpretation richtig. Die Straße übt eine Vorwärtskraft auf das Auto aus. Dies, kombiniert mit anderen Kräften, die (von außen) auf das Auto einwirken, führt zu einer Vorwärtsverschiebung seines Massenschwerpunkts, die als Arbeit zählt.
Sie können zeigen, was Sie zeigen möchten, indem Sie zuerst die Kraftbilanzgleichung auf das Auto schreiben (einschließlich nur externer Kräfte) und dann die Kraftbilanz mit dem momentanen Geschwindigkeitsvektor des Schwerpunkts des Autos punktieren. Dies berücksichtigt die kinetische Translationsenergie des Autos und gibt Ihnen sofort Ihre Arbeits-Energie-Gleichung.
Die "innere Kraft", von der Sie gesprochen haben, erzeugt ein Drehmoment am Rad, das versuchen würde, ein Rutschen zu verursachen, da die Reibung natürlich versucht, dem entgegenzuwirken. Es wirkt in eine Richtung, um einem relativen Rutschen zwischen zwei Oberflächen entgegenzuwirken und das Auto zur Bewegung zu zwingen, seit es gibt keine Kraft in horizontaler Richtung und es gibt eine zunehmende Geschwindigkeit, Reibung wird definitiv Translationsarbeit leisten (lineare Geschwindigkeit bezogen), wenn das Rad rein rollen soll, wird die Winkelgeschwindigkeit auch hier zunehmen, da die Richtung der Winkelgeschwindigkeit ist gleiche Richtung wie das Drehmoment der inneren Kräfte. Beide arbeiten, aber die Reibung leistet weniger und die innere mehr. Der Fall, von dem Sie sprechen, ist die Nettoarbeit, die durch Reibung geleistet wird, natürlich, wenn die Reifen rein rollen, der Punkt auf der Unterseite in Ruhe ist und W = F.dx und augenblicklich ist die Verschiebung immer Null. So,
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