¿Cuándo el trabajo neto realizado por una fuerza es igual a cero? [cerrado]

Mi pregunta es sobre el trabajo de una fuerza y ​​me está dando muchos problemas para comprender cuándo el trabajo realizado por la fuerza es 0.

Mi pregunta se puede describir como una pregunta de opción múltiple.

P) Una fuerza sobre un objeto no realiza trabajo si:

a) la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad

b) la fuerza siempre es perpendicular a la aceleracion

c) el objeto está estacionario pero el punto de aplicación de la fuerza se mueve sobre el objeto

d) el objeto se mueve de tal manera que el punto de aplicación de la fuerza permanece fijo

Las respuestas son (a), (c) y (d)

Ahora obviamente sé que (a) es verdad. ¿Puede alguien explicar por favor:

  • Qué significan las OPCIONES (c) y (d). No puedo entender las opciones claramente. ¿A qué se refiere ESTE PUNTO DE APLICACIÓN DE FUERZA? ¿Es la fuerza o el punto sobre el que actúa la fuerza?

  • Relaciona (c) y (d) con una esfera que rueda puramente. Sé que la velocidad de rodadura pura del punto de contacto es 0 y, por lo tanto, el punto de contacto no se mueve y, por lo tanto, el trabajo realizado por la fricción es 0. Ahora, ¿cómo analizar usando (c) o (d)? ¿Qué opción satisface el rodamiento de esferas? ¿Es (c) o (d)?

  • Relacionar (c) y (d) con una polea de masa M y momento de inercia I con respecto al eje de rotación suponiendo que la cuerda no se desliza en la polea. No puedo analizar esta situación de ninguna manera. ¿Cómo realizan ambas tensiones el trabajo sobre una POLEA GIRATORIA de masa 0? (La cuerda no se desliza en la polea y la polea tiene masa M y momento de inercia I con respecto al eje). ¿Qué opción satisface la rotación de la polea? ¿Es (c) o (d)?

  • Ejemplos para (c) y (d). Primero quiero entender (c) y (d) y luego relacionarlo con muchos otros ejemplos

Realmente me gustaría una explicación SIMPLE que resalte los problemas anteriores para analizar CUÁNDO EL TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA ES 0 sin ningún problema.

hay muchas preguntas en esto, votaré para cerrar porque es demasiado amplio por ahora
Es solo una pregunta. Quisiera saber el porque de la respuesta a la pregunta de mcq y relacionarla con una polea girando. Olvídese de todo lo demás y explique qué significan (c) y (d) al definir el PUNTO DE APLICACIÓN DE LA FUERZA y relacione la opción adecuada con una polea que gira para explicar por qué el trabajo realizado por la tensión en una polea es 0.
Ola, dices que es una pregunta, pero cada viñeta tiene una pregunta al principio, antes de que expliques un poco tu forma de pensar.
Ver mi comentario, eso es todo lo que necesito. No creo que pedir ejemplos haga una pregunta larga ahora, ¿verdad?
Enmarqué mis viñetas de tal manera que la explicación de la respuesta ya incluyera temas relacionados con estos puntos, pero los puntos se dieron para obtener una relación con la explicación para que sea relativamente más pequeña y más fácil de entender. De todas formas, si te parece largo lo que necesito lo he dado en mi primer comentario
@Ola, cuento 8 signos de interrogación en su "una pregunta", que también se parece mucho a un problema de tarea (que también está bien). Sin embargo, si es un problema de tarea, le sugiero que lea la respuesta a esta pregunta: meta.stackoverflow.com/questions/334822/… . Luego, considere reformular su pregunta utilizando las pautas sugeridas. Espero que esta sugerencia ayude, y también he proporcionado una respuesta general a la pregunta en su título.
@Charlie He escrito un comentario sobre su respuesta que describe solo UNA PREGUNTA para la que necesito una respuesta.

Respuestas (2)

La opción c es correcta ya que, aunque hay muchas fuerzas, el desplazamiento debido a cada fuerza es 0, por lo tanto, sumatoria (f.ds) = 0.

U no puede relacionarlo con el caso de rodadura ya que actúan muchas fuerzas, pero al rodar solo hay fricción.

Para opt d, puede verlo como el cuerpo dividido en 2 piezas pequeñas, a saber

1 La pieza del punto de aplicación

2 el resto de la pieza del cuerpo.

Entonces, dado que el trabajo es una cantidad escalar, podemos agregar el trabajo realizado en las dos piezas después de calcularlas por separado. Nota: la fuerza actúa solo sobre la pieza 1 y no sobre la pieza 2.

trabajo no

1.En el punto de la pieza de aplicación:F*(desplazamiento) =F*0=0

  1. En otras piezas: F*(d) =0*(d)=0.

Trabajo total=W1+W2=0+0=0.

De ahí tu respuesta.

U puede relacionarlo con el problema de rodadura, el punto de aplicación de la fuerza de fricción es el mismo, es decir, el punto más bajo, por lo tanto, el trabajo realizado por la fricción es cero.

¿Cómo se realiza el trabajo de ambas tensiones en una polea giratoria (que tiene masa) cero?
Esto se debe a que, aunque se aplica la fuerza, el centro de masa nunca se mueve, la polea está fija, por lo tanto, el trabajo que es la fuerza por el desplazamiento es cero, ya que el desplazamiento es cero.
Espero que esto haya aclarado tus dudas.
Sí, pero el trabajo realizado por la tensión en una polea que gira con una aceleración angular a/R y se traslada hacia abajo con una aceleración a también es 0. Aquí, R es el radio de la polea. ¿Por qué? En realidad, me refería a una polea que rueda y se traslada hacia abajo (y la cuerda no se desliza en la polea)

El trabajo neto realizado por una fuerza es igual a cero... cuando el trabajo neto es cero, ¡por supuesto! Primero definamos qué es el trabajo en red, luego tratemos de responder esta pregunta. El trabajo se define como el producto interno de la fuerza y ​​la distancia:

W = F ∙ d

Tenga en cuenta que estas son cantidades vectoriales , por lo que la línea de fuerza y ​​la línea de dirección deben coincidir para que ocurra cualquier trabajo. Esto significa que tenemos una fuerza neta cero cuando sucede una de dos cosas:

1) Hay una fuerza neta cero a lo largo de la dirección d .

o (que es un o inclusivo, lo que significa que uno o ambos pueden ser verdaderos)

2) Hay una distancia cero neta a lo largo de la cual la fuerza ( F ) Está aplicado.

¿Cómo sabemos cuál es la fuerza? Ley de movimiento de Newton:

F = metro a .

Daré dos ejemplos de cuándo puede ocurrir un trabajo neto cero:

1) Un satélite de órbita circular . Un satélite en órbita circular, moviéndose en un círculo, siempre está acelerando hacia el centro de la órbita (digamos, la Tierra). La dirección de la aceleración y la fuerza (ver la ecuación de Newton) resultan ser perpendiculares a la velocidad (es decir, el movimiento o la distancia recorrida). Por lo tanto, la fuerza gravitacional (que es la fuerza que actúa sobre el satélite) hace un trabajo neto cero sobre el satélite porque el satélite no se mueve en la dirección de la fuerza (son perpendiculares).

2) Un edificio estacionario con vientos fuertes . Los vientos fuertes que actúan sobre un edificio estacionario realizan un trabajo neto cero sobre el edificio, sin importar dónde sople el viento en el edificio (el punto de aplicación de la fuerza) ni en qué dirección sople el viento, porque el edificio está estacionario ( d = 0 ).

De manera similar, puede construir más ejemplos basados ​​​​en mi enfoque. Espero que eso ayude.

Mira, olvida mi pregunta. Entiendo que pueden ser muchas preguntas, así que respóndame una cosa: todo lo que quiero es esto (como dije en mi comentario): trabajo realizado por ambas tensiones en una polea con momento de inercia que gira con aceleración angular a / R y se traslada hacia abajo con aceleración a también es 0. Aquí R es el radio de la polea y la cuerda no se desliza en la polea. ¿Por qué? ¿Por qué el trabajo realizado por ambas tensiones es 0?
Estoy explicando la situación (no hago otra pregunta). Considere una cuerda sin masa unida a un soporte fijo en un lado y la cuerda se une a un RESORTE sin masa fijado al MISMO soporte en el otro lado que pasa a través de una polea en el camino, ¿por qué es trabajo realizado por ambas tensiones 0?Obviamente aquí, la polea cae por gravedad, si cae por una distancia x, el alargamiento en el resorte es 2x ya que la longitud de la cuerda es constante. Suponga que tiene una aceleración lineal ay las tensiones (T1 y T2) proporcionan una aceleración angular a/R ya que la cuerda no se desliza en la polea. ¿Cómo es cero el trabajo realizado por T1 y T2?
Y la razón por la que digo que el trabajo realizado por ambas tensiones es 0 es porque la situación que expliqué es un problema SHM ya que el centro de masa de la polea ejecuta SHM y para demostrar que escribimos energía mecánica y derivamos Wrt WRT TIME e EQUATE TO 0 y obtenemos la aceleración y la obtenemos como -(constante) x lo que prueba que ejecuta shm. Ahora bien, esta derivada será 0 sólo si el TRABAJO realizado por las TENSIONES T1 y T2 =0 (como sistema debe ser conservativo). De ahí mi pregunta, ¿por qué el trabajo realizado por T1 y T2 es 0? (Tenga en cuenta que en la posición MEDIA T1 = T2 ya que la polea está en equilibrio de rotación y traslación)
Y, en realidad, la relación de la polea en mi pregunta original era del mismo tipo (aunque no la transmití exactamente en la pregunta), no me refería a una polea solo en movimiento de rotación y fija. Me estaba refiriendo a una situación en la que una polea que tiene masa gira y se traslada hacia abajo y las cuerdas no se deslizan en la polea, ¿por qué el trabajo lo realizan las tensiones =0? Respóndeme esta UNA PREGUNTA. Eso es todo lo que necesito.
@Ola, le sugiero que comience una nueva pregunta o edite esta pregunta. Y antes de simplemente copiar y pegar sus comentarios, investigue cómo hacer preguntas efectivas en Stack Exchange. Luego, continúe escribiendo su pregunta e incluya diagramas para ayudar a transmitir su problema, muestre ecuaciones de apoyo que sean relevantes para el problema y demuestre que ha tratado de resolver el problema usted mismo. Te garantizo que más personas se sumarán al esfuerzo de ayudar. Me voy a dormir, volveré a echar un vistazo mañana en algún momento. Buena suerte.
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