Mein Freund und ich haben uns darüber gestritten und ich habe mich gefragt, ob jemand da draußen das für uns regeln könnte.
Im Grunde gingen er und ich spazieren, um ein paar Briefmarken zu kaufen. Als wir auf unserer Rückreise waren, behauptete er, dass ich, wenn ich an meinen Schreibtisch zurückkehrte, wo unsere Reise begann, null "Netzwerkarbeit" geleistet hätte. Das heißt, unter Verwendung unseres zugegebenermaßen einfachen Verständnisses der Arbeit von Wikipedia:
In der Physik sagt man, dass eine Kraft Arbeit verrichtet, wenn sie auf einen Körper wirkt und sich der Angriffspunkt in Richtung der Kraft verschiebt.
Wenn ich zu meinem Ausgangspunkt zurückkehre, das ist mein Schreibtisch, wäre die Gesamtverschiebung null und mit der Definition von Wikipedia das und ist Verschiebung, es wurde keine Arbeit geleistet. Intuitiv schlug ich vor, dass zwei Arbeitsmengen erledigt wurden, eine Arbeitsmenge von meinem Schreibtisch zum Geschäft und eine Arbeitsmenge vom Geschäft zu meinem Schreibtisch, aber wenn ich mir einige Beschreibungen eines Verschiebungsvektors ansehe, habe ich das Gefühl die beiden Verschiebungen können sich auch gegenseitig aufheben. Kann uns jemand helfen, das zu klären?
Danke im Voraus für die Hilfe!
Das Problem liegt an der unklaren Bedeutung des Satzes
Ich hätte null "Netzwerkarbeit" geleistet.
Im umgangssprachlichen Sinne haben Sie keine sinnvolle Arbeit geleistet, also würde jemand, vielleicht Ihr Chef, Ihre Reise als „Sie haben keine Arbeit geleistet“ bewerten. Aber in dem Sinne, in dem das Wort "ARBEIT" in der Physik verwendet wird, kann die Antwort anders sein. Denn der Satz „Körper A hat an Körper B ungleich Null gearbeitet“ bedeutet in der Physik, dass der Körper während bewegt Kraft darauf ausgeübt, die eine von Null verschiedene Komponente in der Bewegungsrichtung von hatte .
Nehmen wir nun Ihren Körper als Objekt und der Boden als Objekt , es wird tatsächlich Arbeit geleistet, da sich der Boden nach hinten bewegt, während Sie ihn mit den Füßen dorthin schieben (Sie müssen schieben, um den Luftwiderstand zu überwinden). In diesem Sinne haben Sie also vor Ort gearbeitet, und Ihr Freund hat sich geirrt.
Dass die Gesamtarbeit Null ist, wenn das Objekt in seine ursprüngliche Position zurückkehrt, ist eine Situation, die auftritt, wenn die Arbeit aufgrund einer speziellen Kraft, beispielsweise der Schwerkraft, als spezielle Arbeit betrachtet wird. Dann wegen der Schwerkraft das Integral über jeden geschlossenen Weg
Die Schwerkraft hat null Netzarbeit geleistet.
Die von einer Kraft an einem Objekt verrichtete Arbeit ist die vom Objekt zurückgelegte Strecke multipliziert mit der Größe der Kraft in der zurückgelegten Richtung . Wenn Sie sich also entlang eines geschlossenen Pfades (dh eines Pfades, der Sie dorthin zurückbringt, wo Sie begonnen haben) von Länge bewegen , auf die eine Kraft konstanter Größe einwirkt das immer parallel zu Ihrem Weg ist und auf ihm nach hinten zeigt (wie Reibung), dann hat die Kraft Arbeit geleistet , nicht null.
Wenn Ihre Kraft stattdessen sowohl in Größe als auch in Richtung konstant wäre, würde die Kraft während der Reise keine Arbeit leisten. Dies liegt daran, dass die Kraft auf dem Weg zum Geschäft (sagen wir) auf Ihrem Weg nach vorne zeigt und so positive Arbeit leistet, während auf dem Rückweg vom Geschäft die Kraft auf Ihrem Weg nach hinten zeigt und somit negative Arbeit leistet . Diese würden sich aufheben.
In diesem speziellen Beispiel ist die Kraft (Reibung) von ersterer Art – sie zeigt immer rückwärts entlang Ihres Weges und versucht, Ihre Bewegung zu behindern. Ein Beispiel für eine Kraft der letzteren Art ist die Schwerkraft – sie zeigt immer nach unten (zumindest wenn wir über kleine irdische Dinge sprechen). Angenommen, Sie werfen etwas senkrecht in die Luft. Zunächst würde die Schwerkraft in die entgegengesetzte Richtung des eingeschlagenen Weges zeigen und negative Arbeit am Körper leisten. Wenn sich das Objekt dann in der Luft umdreht, würde die Schwerkraft (deren Richtung gleich bleibt) in demselben zu wirken beginnenRichtung zum eingeschlagenen Weg. Die Schwerkraft würde dann positive Arbeit leisten, genau gleich und entgegengesetzt zu der Arbeit, die sie auf dem Weg nach oben geleistet hat, so dass das Objekt, wenn es in seine ursprüngliche Position zurückkehrt, weder Energie gewonnen noch verloren hätte. Die geleistete Netzarbeit wäre null.
Um es noch einmal zu wiederholen: Bei Reibung ändert die Kraft die Richtung, um Ihre Bewegung ständig zu behindern. Deshalb baut sich die durch die Reibung geleistete Arbeit kontinuierlich auf, anstatt sich aufzuheben.
Das macht Sinn: Die Reibungskraft zerstreut während der gesamten Fahrt Energie in Ihren Beinen – wenn Sie zurückkommen, wissen Sie, dass Sie etwas Energie verbraucht haben, da Sie vielleicht etwas hungrig sind! Die Reibung hat zu keinem Zeitpunkt Energie in Ihre Beine zurückgeführt – sie hat sie nur ständig aufgezehrt – und daher muss sie einige Arbeit geleistet haben (Arbeit ist die Menge an Energie, die eine Kraft in ein Objekt einbringt).
Das mag sehr, sehr alt sein, aber eine gute Frage bleibt immer eine gute Frage, für alle Interessierten.
In einer realen Welt gibt es eine Vielzahl von Widerstandskräften wie Luftwiderstand und Reibung, die der Bewegung immer entgegenwirken, und Sie wenden Kräfte an, um ihnen in der realen Welt entgegenzuwirken, obwohl Sie sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen, üben Sie sie aus eine Kraft, um all dem entgegenzuwirken.
Nun, hier ist der gute Teil, geleistete Arbeit ist Kraft * Verschiebung, wie Sie wissen, beachten Sie jedoch, dass Sie von Ihrem Schreibtisch aus eine vorwärts gerichtete (positive) Kraft ausgeübt haben, um Widerständen entgegenzuwirken, während Sie sich auf dem Rückweg in eine positive Richtung bewegten. Sie übten eine negative Kraft aus, während Sie sich in die negative Richtung bewegten, da Ihre Kraft und Verschiebung im zweiten Teil in die gleiche Richtung gingen, zeigt dies, dass Sie positive Arbeit geleistet haben! (Sie setzen Energie ein, um Widerstandskräften entgegenzuwirken, die jetzt in die entgegengesetzte Richtung wirken.)
daher ist W net tatsächlich 2 F d, also nicht Null.
Beachten Sie, dass es hilfreich ist, sich Arbeit als Maß dafür vorzustellen, wie viel Energie Sie von einer Form in die andere übertragen haben. Ein Objekt in kreisförmiger Bewegung behält eine konstante Geschwindigkeit und konstante kinetische Energie bei, daher keine Übertragung, auch bekannt als keine Arbeit, und dabei ein Gewicht in der Hand halten Sein stationäres hat keine Verschiebung, daher gibt es keine Arbeit am Gewicht, da die potentielle Energie konstant ist.
Beachten Sie auch, dass das Missverständnis hier darin besteht, dass Ihr Freund angenommen hat, dass die Kraft immer in eine Richtung wirkt. Wenn dies wahr wäre, wäre Ihre Reise einer Schwingung ähnlich gewesen, bei der die geleistete Arbeit wirklich Null gewesen wäre.
Brandon Enright