Wie kann Haftreibung funktionieren?

Ich glaube, Sie sind verwirrt darüber, was$d$soll in der Gleichung bedeuten$W=F\cdot d.$Sie scheinen diesen Eindruck zu haben$d$ist die Entfernung, um die sich das Objekt, auf das eingewirkt wird, relativ zu dem Objekt bewegt, das die Kraft bereitstellt. Aber das ist nicht die richtige Bedeutung von$d$in der Gleichung und Sie wissen es.

Stellen Sie sich vor, die Autokiste wäre vor dem Lastwagen und der Lastwagen würde die Kiste schieben. Dann hätten Sie meiner Meinung nach kein Problem damit, zu sagen, dass der Lastwagen an der Kiste arbeitet, obwohl sich der relative Abstand zwischen dem Lastwagen und der Kiste nicht ändert.

Jetzt ist die Situation in Ihrer Frage im Grunde dieselbe wie diese, außer dass die Kraft auf den Boden der Kiste und nicht auf die Seite wirkt und die Kraft auf Reibung anstelle einer Normalkraft zurückzuführen ist. Aber keiner dieser Unterschiede sollte den Umfang der geleisteten Arbeit ändern.

Davon abgesehen hätten Sie einen berechtigten Standpunkt, wenn das Problem nach der Arbeit fragen würde, die im Rahmen des Autos geleistet wird. In diesem Rahmen bewegt sich die Kiste nicht (bei ausreichend großem Haftreibungskoeffizienten), so dass$d$ist wirklich null. Somit wird in diesem Rahmen keine Arbeit geleistet.

Ohne Reibung zwischen der Kiste und der Ladefläche des Lastwagens würde die Kiste im Bezugssystem der Straße in Ruhe bleiben, wenn der Lastwagen die Straße hinunter beschleunigt.

Die Kiste bewegt sich aufgrund der auf sie wirkenden Reibungskraft im Bezugssystem der Straße.

Die an der Kiste verrichtete Arbeit im Bezugsrahmen der Straße ist also die Reibungskraft mal der Strecke, die die Kiste im Bezugsrahmen der Straße zurückgelegt hat (die geringer sein könnte als die Strecke, die der Lastwagen zurückgelegt hat).

Per Definition ist die von einer Kraft verrichtete Arbeit$W = F\cdot d$, also wie kann Haftreibung funktionieren?

Kann diese Kraft den Körper um eine Strecke von bewegen$75~\text{m}$?

Reibung wirkt sich negativ auf den Lastwagen aus, verlangsamt ihn und bewegt ihn nicht vorwärts.

Was am Truck positiv wirkt , ihn beschleunigt und übersetzt$75~\text{m}$ist der Motor des Lastwagens.

Die 80-Kg-Kiste leistet negative Arbeit daran, weil sie dem LKW entgegenwirkt, der versucht, sie vorwärts zu schieben, und über eine Entfernung von 75 m wirkt.

Das wissend in$75~\text{m}$des Raumes erreicht es die Geschwindigkeit von$72~\text{Km/h}$, finden Sie die Beschleunigung der Kiste/des Lastwagens. Anhand des Gewichts der Kiste und der Reibungskoeffizienten können Sie die negative Arbeit ermitteln, die die Kiste auf dem LKW verrichtet, Energie abzieht und ihn verlangsamt.

Die statische Reibung verriegelt die Kiste am Lastwagen und verhindert, dass sie zurück und von der Ladefläche des Lastwagens rutscht.

Ja, das ist die Arbeit, die die Reibungskraft am LKW verrichtet, nicht an der Kiste. Ich muss die Arbeit verstehen, die durch die Reibungskraft an der Kiste geleistet wird . – mech.eng

Wie gesagt, Reibung verriegelt nur die Kiste, es ist eine Schnittstelle , wie die Kupplung eines Autos. Die Menge an positiver Arbeit auf der Kiste entspricht der Menge an negativer Arbeit$-W = +W$auf dem LKW. Aber die Arbeit an der Kiste erledigt eigentlich der Motor des Lastwagens.

Der schwarze Pfeil rechts zeigt den Lastwagen, der die Kiste (dank Reibung) zieht und sie beschleunigt$v=20m/s$und daher geben$W = E =16,000J$. Ich hoffe es ist jetzt klar.

Das tut es nicht. Die Arbeit wird von der aktiven Kraft erledigt (z. B. ein Mensch, der versucht, einen Stier zu ziehen). Diese Arbeit wird in Reibungsenergie umgewandelt (z. B. Wärme erzeugte s / w-Oberflächen)

Haftreibung erzeugt oder verbraucht in den meisten Fällen keine Arbeit. Zum Beispiel für einen festen Körper, der rollt, ohne die Geschwindigkeit des Fußpunkts zu gleiten$A$Ist$\vec v_a = \vec v_{cm} + \vec v_{tangential} \Rightarrow v_a = v_{cm} - \omega R = \omega R - \omega R =0$was das impliziert$x_a = 0$. Die Haftreibung ist eine Kraft, die auf wirkt$A$So$W_T = T x_a = 0$

Aber wenn das Objekt gleitet, dann ist die Reibungskraft konstant und gleich$T = \mu N$und ist der Geschwindigkeit des Körpers immer entgegengesetzt. also dann$W_T = - Ts$Wo$s$ist der gesamte vom Körper zurückgelegte Raum.