¿El trabajo es realizado por una pseudo fuerza?

  1. Si se ve un cuerpo desde el marco de otro cuerpo que también está acelerando, ¿realizará trabajo la pseudo fuerza que actúa sobre el primer cuerpo en el marco del segundo cuerpo (siempre que el primer cuerpo tenga desplazamiento con respecto al segundo cuerpo)?

  2. Además, si el trabajo lo realiza la pseudo fuerza, ¿podemos conservar la energía mecánica? ¿Cómo sé que la pseudo fuerza es una fuerza conservativa para conservar la energía mecánica?

He estado pensando en estas preguntas, pero no estoy llegando a ninguna conclusión.

Respuestas (4)

Sí, las llamadas pseudofuerzas funcionan y si se pudieran describir como una fuerza conservativa, entonces sí se conservaría la energía mecánica correspondiente. El mejor ejemplo que puedo encontrar es la atracción gravitatoria que sentimos en la superficie de la Tierra. De hecho, es la suma de la fuerza gravitatoria "verdadera" debida a la ley de gravitación de Newton y la fuerza centrífuga, dependiente de la latitud, que experimentamos porque la Tierra está girando: esto da lugar a una fuerza pseudogravitatoria efectiva cuya magnitud depende de la latitud que, para la mayoría de nuestros propósitos prácticos, se considera conservadora.

En este caso no has dicho sobre qué cuerpo se ejerce la fuerza. El segundo cuerpo está acelerando, así que creo que solo eso tiene una fuerza neta sobre él. No hay una pseudo fuerza actuando sobre el primer cuerpo. Debe haber algún contacto para tener una pseudo fuerza. Tampoco se realiza ningún trabajo.

Ejemplo: si muevo una pelota de digamos 2 gramos a un desplazamiento de 10 cm y veo desde la referencia de la pelota otra pelota (más pesada, digamos 8 gramos). Trabajo realizado = 10*2 dinas. Según su suposición, si asumo que la pseudo fuerza actúa sobre la otra bola (que en realidad no es el caso), entonces el trabajo realizado por usted se convierte en 10 * 8 dinas. Como puede ver, en esto no se sigue la conservación de la energía, ya que el trabajo realizado por la pseudo fuerza debería haber sido igual al trabajo realizado por la fuerza original.

Entonces, en su caso, la pseudo fuerza no funciona.

Las pseudofuerzas son fuerzas reales, es decir, hacen todo lo que haría una fuerza normal. El problema con la naturaleza conservadora es que si el observador se mueve de una manera extraña, de modo que de alguna manera la curvatura de su aceleración se vuelve distinta de cero, entonces la pseudofuerza no será conservativa. Para el observador que se mueve en una dirección, la fuerza será conservativa y si incluye su potencial en energía mecánica, entonces sí, la energía mecánica se conservará.

  1. La pseudo fuerza hará trabajo (si F pags s mi tu d o . d es distinto de cero donde d es el desplazamiento del cuerpo). También puede usar el teorema Trabajo-Energía para pensar en esto: si la energía cinética del cuerpo cambia (el cuerpo está acelerando y la velocidad del cuerpo está cambiando), esto implica que se está realizando trabajo y si la pseudo fuerza es la única fuerza actuando, hará trabajo.

  2. La condición para que cualquier fuerza sea conservativa es que el rotacional de la fuerza desaparezca, esto es equivalente a que el trabajo realizado en un camino cerrado sea cero. Entonces, dependiendo del problema y no en todos los casos, la pseudo fuerza puede ser conservativa.

En el problema que planteaste, supongamos que en el marco de laboratorio el primer cuerpo está en reposo y el segundo cuerpo está acelerando con la aceleración. a a lo largo de la dirección +x (solo para simplificar el problema, pero podría estar acelerando en cualquier dirección). En el encuadre del segundo cuerpo, el primer cuerpo parece moverse (acelerando con a ) en la dirección -x, por lo que una fuerza (pseudo) debe estar actuando sobre el primer cuerpo en la dirección -x. Esto funcionaría.

Con respecto a la naturaleza conservadora de esta fuerza, ahora tomemos a ser - estar 9.8   metro / s 2 . El segundo cuerpo observará que el primer cuerpo acelera a a a lo largo de la dirección -x. Tenga en cuenta que el segundo cuerpo verá todo el marco del laboratorio (y cualquier objeto que no acelere con respecto a él) acelerar en a . Si lo piensas bien, esta aceleración se parece exactamente a la aceleración debida a un campo gravitacional uniforme. Si imagina mover cualquier cuerpo en esta situación en un camino cerrado, el trabajo realizado será cero (al igual que en un campo gravitatorio uniforme), por lo tanto, la pseudo fuerza aquí es conservativa.