Betrachten Sie ein stationäres 10-kg-Fahrrad; wenn ich dann eine Kraft von 10J anwende So . Betrachten wir das gleiche Beispiel noch einmal, aber aus der Sicht eines stationären Astronauten, der aus dem Weltraum herunterschaut, bewegt sich die Erde mit ungefähr 30.000 m/s, also wäre die KE des stationären Fahrrads . Wenn wir davon ausgehen, dass das Fahrrad in die gleiche Richtung geschoben wird, in die sich die Erde bewegt, benötigt das Fahrrad eine kinetische Energie von 1 m / s, um 1 m / s zu erreichen , das sind 300.005 J mehr als für einen Beobachter auf der Erde. Ich verstehe, dass die Erhaltung der kinetischen Energie nur dann sinnvoll ist, wenn Sie alle Objekte aus demselben Rahmen betrachten. Daher ist meine Frage, warum es aus Sicht eines Beobachters so viel mehr Energie zu erfordern scheint, ein Fahrrad um 1 m / s zu beschleunigen als andere?
Ich verstehe, dass die Erhaltung der kinetischen Energie nur dann sinnvoll ist, wenn Sie alle Objekte aus demselben Rahmen betrachten. Daher ist meine Frage, warum es aus Sicht eines Beobachters so viel mehr Energie zu erfordern scheint, ein Fahrrad um 1 m / s zu beschleunigen als andere?
Alle Naturschutzgesetze gelten in geschlossenen Systemen.
Ein geschlossenes System ist jedes physikalische System, Vorrichtungen, bei denen alle äußeren Einflüsse auf das System fehlen oder vernachlässigbar sind.
Es ist jedoch schwierig, ein ideal geschlossenes System zu entwickeln, da kein System perfekt geschlossen sein kann.
Aber wenn man alle äußeren Einflüsse genau messen kann, können wir Korrekturen für äußere Einflüsse vornehmen und die Erhaltungssätze überprüfen.
Ein Auto der Masse m, das sich mit der Geschwindigkeit v auf einer Straße bewegt, hat KE = (1/2)mv^2.
Aber gegenüber einem Zug, der sich mit gleicher Geschwindigkeit parallel zur Straße bewegt, ist die kinetische Energie des Automobils null, da seine Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Zug null ist.
Die kinetische Energie hängt also vom Messbezugssystem ab .
Aber welchen Trägheitsreferenzrahmen man auch immer verwendet, Änderungen der kinetischen Energie werden durch diese Wahl nicht beeinflusst.
Wenn man daher die Änderung der kinetischen Energie des Fahrrads beobachtet, indem man das Fahrrad und seine unmittelbare Umgebung als geschlossenes System betrachtet, wird die notwendige Energiemenge, die erforderlich ist, um dem Fahrrad eine bestimmte Geschwindigkeit zu verleihen, von den Trägheitsbeobachtern gleich sein.
Wenn das System erweitert wird, um hinzuzufügen (moving earth + Bike) ; dann wird auch die Energieänderung des Rades durch die gleiche geleistete Arbeit bewirkt. Da die Energie der Erde bereits vorhanden war, als der Astronaut das Fahrrad auf der Erde betrachtete, kann diese Menge an Arbeit/Energie angepasst werden (was sowohl der Anfangs- als auch der Endenergieberechnung gemeinsam ist).
John Rennie
John Rennie
Acernine