Definición de energía potencial en términos de trabajo realizado

Es cierto que la fuente podría no ser la más confiable de todas, sin embargo, afirma que:

la energía potencial tu es igual al trabajo que debe hacer para mover un objeto de la tu = 0 punto de referencia a la posición r . El punto de referencia en el que asignas el valor. tu = 0 es arbitrario, por lo que puede elegirse por conveniencia, como elegir el origen de un sistema de coordenadas.

Es cierto si observamos, por ejemplo, la fórmula de la energía potencial gravitatoria para pequeñas distancias de la tierra: tu = metro gramo h . En el nivel del suelo, la energía potencial es cero. Para mover el objeto hasta cierta altura, necesitamos realizar un trabajo sobre ese objeto y es igual a la energía potencial de ese cuerpo una vez que hayamos terminado.

Sin embargo, la fórmula general para la energía potencial gravitacional elige el punto en el infinito como el punto de referencia con energía potencial cero. Por lo tanto, mover un objeto desde el infinito hacia la Tierra no requiere trabajo y, por lo tanto, la declaración anterior ya no es válida en este caso.

Lo que probablemente olvidaron agregar es la suposición de que el objeto debe moverse a una velocidad constante (o no moverse en absoluto antes de que comencemos a moverlo y después de que hayamos terminado), o más generalmente, la energía cinética después del proceso debería ser el mismo que antes de empezar. ¿Correcto? ¿Hay algo más que deba agregarse?

Respuestas (1)

"Entonces, mover un objeto desde el infinito hacia la tierra no requiere trabajo"... ¿¿¿Qué es eso de nuevo??? ¿Quizás dices esto porque la fuerza de atracción moverá la masa sin trabajo externo?

Puedo ver dónde el sitio de Hiperfísica generalmente confiable es confuso o incompleto aquí. Una mejor definición es: "La energía potencial es el negativo del trabajo interno realizado por una fuerza conservativa durante un cambio en la configuración de un sistema"

Δ tu = W i norte t mi r norte a yo

Esta definición elimina la necesidad de que un agente externo realice el trabajo.

La hiperfísica probablemente necesite aclarar qué fuerza está haciendo el trabajo al que se refieren. También deben aclarar que es el trabajo realizado por esa fuerza durante el proceso de pasar de una posición de descanso a otra posición de descanso. Luego, la fuerza externa debe hacer algo de trabajo para hacer que el objeto se mueva (levantar contra la gravedad para que se mueva hacia arriba -> trabajo positivo) o detenerlo (tirar contra la gravedad para que deje de caer -> trabajo negativo). Me gusta la definición que dice @garyp MUCHO mejor.
'¿Tal vez dices esto porque la fuerza de atracción moverá la masa sin trabajo externo?' - por supuesto que sí. Afirman explícitamente: la energía potencial es el trabajo que debe realizar para moverla desde el punto de referencia a otro punto, lo cual no es el caso. No tengo que hacer ningún trabajo para moverlo desde el infinito hacia la tierra, así que de nuevo: su definición no es confusa o incompleta, sino simplemente incorrecta.
Estoy de acuerdo en que está mal, pero me resisto a hacer una declaración tan absoluta. Eso es lo que te sucede cuando te conviertes en físico. Vuelve loca a mi esposa. Pero realmente... está mal.