Consideremos que mi mano (digamos paralelamente) movió un bloque en una superficie rugosa con velocidad constante. ¿Cuál es el trabajo realizado por la fricción y mi mano? Suponiendo que el cuerpo se desplaza una distancia de 1 m por una fuerza de 10 N. Entonces, según tengo entendido, 1er caso : el trabajo realizado por mi mano es 10J y el trabajo realizado por la fricción es -10J, ya que actúa de manera opuesta al desplazamiento. Entonces, por la conservación de la energía, 10J se convierte en calor y sonido, pero ¿adónde va ese -10J? ¿O me estoy perdiendo algo aquí? 2do Caso : Ambos trabajos realizados se anulan entre sí y el trabajo neto realizado es cero. En este caso, ¿cómo se produce el calor entre ellos? ¡Por favor explique conceptual y matemáticamente si es posible!
Usted hace 10 J de trabajo, por lo que su cuerpo pierde 10 J de energía interna (principalmente energía potencial química; y en realidad pierde más debido a la maquinaria imperfecta del cuerpo).
-10 J de trabajo se realizan por fricción, por lo que la superficie gana 10 J de energía en forma de calor.
En cuanto al bloque, el trabajo neto realizado sobre él es cero, por lo que su energía no cambia.
O dicho de otra manera, usas 10 J de tu energía potencial química en tu cuerpo para hacer trabajo en el bloque, y el bloque transfiere estos 10 J de energía a la superficie rugosa haciendo trabajo sobre ella. Entonces, el resultado neto es que su energía química se convierte en energía térmica de la superficie (suponiendo que la maquinaria de su cuerpo sea perfecta, como mencioné, de lo contrario, también se produce calor en su cuerpo).
El trabajo es una entidad que depende del marco de referencia.
Como se calcula a partir del marco de referencia del bloque, su desplazamiento es cero, por lo que no se realiza trabajo sobre el bloque. Pero, su mano está experimentando un desplazamiento y la fuerza de fricción actúa sobre ella. Entonces, para este marco de referencia, hay trabajo realizado por el bloque en tu mano. Este trabajo se convierte en calor en la interfaz (sin masa), y el calor luego fluye parcialmente hacia su mano y parcialmente hacia el bloque. La división entre el bloque y tu mano está determinada por las propiedades térmicas de ambos.
Como se calcula a partir del marco de reposo de su mano, su desplazamiento es cero, por lo que no se realiza trabajo en su mano. Pero el bloque está experimentando un desplazamiento (en relación con tu mano) y la fuerza de fricción actúa sobre él. Entonces, para este marco de referencia, hay trabajo hecho por su mano en el bloque. Este trabajo se convierte en calor en la interfaz (sin masa) y el calor luego fluye parcialmente hacia su mano y parte hacia el bloque.
Entonces el efecto térmico es el mismo en ambos marcos de referencia.