Digamos que hay un hombre corriendo por una carretera. La fricción aplica una fuerza, por lo tanto, está acelerando, pero la fricción es estática, por lo tanto, no realiza trabajo. Sabemos que el cambio en la energía cinética se debe al trabajo interno realizado por sus músculos.
Ahora digamos que el mismo hombre corre sobre una tabla de madera que se mantiene sobre una superficie sin fricción. A medida que el hombre avanza, la tabla se queda atrás. En el punto de contacto, la fricción aplica una fuerza en la dirección de avance acelerando al hombre que va delante, pero como la tabla misma se mueve hacia atrás, el punto de contacto va hacia atrás. Por lo tanto, el trabajo realizado desde el marco del suelo es negativo. Pero si cambio mi marco a la tabla, el trabajo es cero nuevamente. Por lo tanto, el trabajo depende del marco.
¿Es correcta mi conclusión? Y siempre pienso que si el cálculo del trabajo depende del marco, cuando teorizamos sobre física, podríamos perdernos diferentes tipos de trabajo que pueden conducir a conceptos como la energía oscura. Cómo piensan los físicos sobre esto.
Por lo tanto, el trabajo depende del marco. ¿Es correcta mi conclusión?
Sí. El trabajo depende del marco. Esto se puede ver fácilmente observando que la distancia depende del marco y dado que entonces el trabajo también es una variante de marco.
Tenga en cuenta que el marco de tablones que describe no es inercial. Entonces, la energía no es trivial y en realidad ni siquiera se conserva en ese marco. Sin embargo, a pesar de esa complicación, su conclusión fue correcta.
si el cálculo del trabajo depende del marco que cuando teorizamos sobre física, es posible que nos estemos perdiendo diferentes tipos de trabajo que pueden conducir a conceptos como energía oscura
No, no hay ningún vínculo entre los dos. La energía oscura es un término específico en el mejor modelo actual del universo.
Desde el marco de referencia del suelo, no se realiza ningún trabajo neto. La fricción te desplazó por una distancia de, digamos . Sin embargo, la misma fricción también desplazó la tabla de madera una distancia . Estos dos se cancelan perfectamente y esto se puede dar cuenta de que el centro de masa permanece fijo durante todo este proceso.
Sin embargo, con respecto a la tabla de madera o al hombre, ciertamente han hecho un trabajo. Esto se debe a que ambos son marcos no inerciales donde las leyes de Newton no se cumplen. No hay una fuerza aparentemente igual y opuesta aplicada hacia atrás y parece que el trabajo se hizo de la nada. Por esta razón, se agrega una pseudofuerza para dar sentido a los marcos no inerciales.
El concepto de energía oscura no tiene nada que ver con el marco de referencia y fue teorizado a través de una serie de experimentos para explicar la tasa de expansión del universo.
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