Warum verrichtest du keine Arbeit, wenn du einen Körper durch eine horizontale Strecke trägst?

Die an einem Objekt geleistete Arbeit ist gleich

F D cos ⁡ ( A N G l e ) .
Wenn Sie also ein Buch vom Boden auf den Tisch heben, arbeiten Sie natürlich daran, da Sie eine Kraft über eine Distanz ausüben.

Ich sehe jedoch oft, dass das Beispiel, ein Buch durch eine horizontale Entfernung zu tragen, keine Arbeit ist. Die Argumentation lautet wie folgt: Die Kraft, die Sie anwenden, wirkt im vertikalen Abstand, entgegen der Schwerkraft und somit nicht in Bewegungsrichtung.

Aber Sie müssen sicherlich eine Kraft in horizontaler Richtung ausüben (und somit arbeiten), da das Buch aufgrund von Luftreibung stehen bleiben würde, wenn Ihre Finger nicht wären?

Funktioniert das Aufbringen einer Kraft über eine Distanz nur dann, wenn eine Beschleunigung verursacht wird? Das würde in meinen Augen keinen Sinn machen. Wenn Sie einen Schlitten durch Schnee ziehen, verrichten Sie immer noch Arbeit daran, da die Kraft in Bewegungsrichtung wirkt. Dies gilt auch, wenn die Geschwindigkeit aufgrund von Reibung konstant ist,

Wir haben jetzt schon einige Fragen zur Abgrenzung zwischen körperlicher und muskulärer Arbeit und wie man beides unter einen Hut bringen kann. Ich denke, dass physical.stackexchange.com/q/1984 das führende Beispiel für die Klasse ist, und Sie werden viele andere Links darin finden (siehe die Seitenleiste „Linked“).
Jetzt, wo ich mir die Antworten auf die verknüpfte Frage noch einmal ansehe, muss ich sagen, dass viele von ihnen ziemlich arm sind. Ich finde auch keine andere Frage mit einem bemerkenswert besseren Pool an Antworten.
@dmckee Ich hatte vor Ihrem ersten Kommentar begonnen, eine Antwort zu schreiben, und konnte keine Frage erkennen, die die Einzelheiten wirklich gut ansprach (obwohl ich ehrlich gesagt nicht 4 verlinkte Seiten durchgesehen habe ). Wenn Sie der Meinung sind, dass die Antwort entfernt oder stattdessen auf einem anderen Q gepostet werden sollte, lassen Sie es mich einfach wissen.
Aber meine Frage bezieht sich nicht wirklich auf körperliche Arbeit und Muskelanstrengung. Es könnte jede Kraft sein. Danke trotzdem

Antworten (3)

Ja, wenn Faktoren wie Luftwiderstand und biologische Prozesse berücksichtigt werden, wird eindeutig Energie verbraucht und irgendwo Arbeit geleistet .

Wenn Sie nur ein Buch betrachten, das sich mit einer konstanten Geschwindigkeit in horizontaler Richtung bewegt, könnten Sie sagen, dass an dem Buch keine Netzwerkarbeit erfolgt.

Wenn wir es weiter analysieren, werden Sie feststellen, dass, wenn es sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, eine andere Kraft darauf einwirken muss, um der Widerstandskraft entgegenzuwirken. Dies ist die Kraft, die Sie beim Bewegen des Buches aufbringen.

Wenn sich dieses Buch mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, muss dies bedeuten, dass die auf das Buch wirkende Nettokraft in horizontaler Richtung ist 0 . Wenn dies der Fall ist, ist das Netzwerk in horizontaler Richtung, das erforderlich ist, um es mit der horizontalen Geschwindigkeit in Bewegung zu halten, Null. Der Arbeit des Menschen am Buch steht genau die Arbeit des Luftwiderstandes am Buch gegenüber, also keine Netzarbeit.

Es ist Arbeit erforderlich, damit eine Person ein Buch mit konstanter Geschwindigkeit durch die Luft bewegt, weil der durch den Luftwiderstand verrichteten Arbeit entgegengewirkt werden muss, aber das Netz an dem Buch während dieser Bewegung ist gleich Null.

Oft wird auch angenommen, man könne den Luftwiderstand vernachlässigen. In diesem Fall würde es keine Arbeit erfordern, das Buch mit einer konstanten Geschwindigkeit in Bewegung zu halten. Ich vermute, dass sie diese Annahme treffen, wenn sie über die Arbeit sprechen.

Sie können sich auch eine Situation vorstellen, in der Sie aus dem Stillstand starten und im Stillstand enden, während Sie eine Strecke zurücklegen. Sie können sehen, dass Arbeit geleistet wird, um das Buch zu beschleunigen und zu verlangsamen. Aus Energie-/Arbeitsperspektive ist die Arbeit, die erforderlich ist, um das Buch zu verlangsamen, genau entgegengesetzt zu der Arbeit, die erforderlich ist, um es auf die Bewegungsgeschwindigkeit zu bringen. Das bedeutet auch, dass während der gesamten Reise keine Netzarbeiten am Buch durchgeführt werden (obwohl sowohl die Person als auch die Luft Netzarbeiten an ihnen durchgeführt haben werden).

Danke, Ihre Antwort spiegelt ziemlich genau meine eigene Intuition wider. Aber eine Frage. Dein letzter Satz. "obwohl sowohl an der Person als auch an der Luft Netzarbeiten durchgeführt wurden)." Dem kann ich nicht folgen - würde für die Person nicht dasselbe gelten wie für das Buch?
@JanF.S Zumindest nicht für die Luft. Das wird von der Person, die es durchläuft, in Gang gesetzt. Ich denke, Sie würden es nicht "Arbeit" an der Person nennen, da die Reibung mit dem Boden der Kraft des Buches entgegenwirken würde; aber die Person hat im Gegensatz zum Buch auch eine Netto-Energieänderung in dem Prozess.
Welche Nettoenergieveränderung wäre das für die Person? Kommt er zum Stillstand, dann wäre seine kinetische Energie wieder Null und die potentielle Energie spielt keine Rolle. Ich nehme an, Sie meinen nicht die biochemischen Veränderungen in den Muskeln?
@JanF.S Ja, eine innere Energie, um die Energie zu überwinden, die zur Bekämpfung des Luftwiderstands erforderlich ist. Das Gleiche würde gelten, wenn es sich nicht um eine Person, sondern um ein Gerät handeln würde. Es gäbe etwas , das Energie liefert, damit es das überwinden kann.

Das Arbeits-Energie-Theorem wäre für Sie sehr hilfreich.

D W N e T = D K S j S T e M
Da die Geschwindigkeit konstant ist,
D K S j S T e M = 0
D W H A N D + D W R e S ich S T A N C e = 0
Dies bedeutet nicht, dass die von Ihrer Hand geleistete Arbeit null ist, aber die von Ihrer Hand geleistete Netzwerkarbeit sowie die Widerstandskräfte sind null.

Sie arbeiten an dem Buch. Um das Buch in horizontaler Richtung zu tragen, bewegt man sich mit einer Kraft gleich Masse der Person plus Masse des Buches mal Beschleunigung. F = Ma wobei M die Gesamtmasse ist. Daher ist die geleistete Arbeit die Kraft mal die zurückgelegte Strecke. Sie müssen immer wieder eine Kraft aufbringen, um den atmosphärischen Widerstand und die Reibung des Bodens zu überwinden.

Warum verrichtest du keine Arbeit, wenn du einen Körper durch eine horizontale Strecke trägst?
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