Considere una bicicleta estacionaria de 10 kg; si aplico una fuerza de 10J entonces entonces . Si volvemos a considerar el mismo ejemplo, pero desde el punto de vista de un astronauta estacionario que mira hacia abajo desde el espacio, la Tierra se mueve aproximadamente a 30 000 m/s, por lo que la EC de la bicicleta estacionaria sería . Si asumimos que la bicicleta está siendo empujada en la misma dirección que la Tierra, para llegar a 1 m/s, la bicicleta necesitará una energía cinética de , que es 300 005 J más que para un observador en la Tierra. Entiendo que la conservación de la energía cinética solo tiene sentido si miras todos los objetos desde el mismo marco, por lo que mi pregunta es por qué parece que se necesita mucha más energía para acelerar una bicicleta en 1 m/s desde el punto de vista de un observador que ¿otro?
Entiendo que la conservación de la energía cinética solo tiene sentido si miras todos los objetos desde el mismo marco, por lo que mi pregunta es por qué parece que se necesita mucha más energía para acelerar una bicicleta en 1 m/s desde el punto de vista de un observador que ¿otro?
Todas las leyes de conservación son aplicables en un sistema cerrado.
Un sistema cerrado es cualquier sistema físico, artilugios para los cuales todas las influencias externas en el sistema están ausentes o son insignificantes.
Sin embargo, es difícil diseñar un sistema idealmente cerrado ya que ningún sistema puede cerrarse perfectamente.
Pero si uno puede medir con precisión todas las influencias externas, podemos hacer correcciones para las influencias externas y verificar las leyes de conservación.
Un automóvil de masa m que se mueve a una velocidad v en una carretera tiene KE = (1/2)mv^2.
Pero con respecto a un tren que se mueve a la misma velocidad paralelo a la carretera, la energía cinética del automóvil es cero, porque su velocidad relativa es cero con respecto al tren.
Entonces, la energía cinética depende del marco de referencia de medición .
Pero cualquiera que sea el marco de referencia inercial que se use, los cambios de energía cinética no se verán afectados por esta elección.
Por lo tanto, si uno observa el cambio en la energía cinética de la bicicleta tomando la bicicleta y su entorno inmediato como el sistema cerrado, la cantidad necesaria de energía requerida para proporcionar a la bicicleta una velocidad particular será la misma según los observadores inerciales.
Si se amplía el sistema para añadir (movimiento de tierra + Bici); entonces también el cambio de energía de la bicicleta se efectuará por la misma cantidad de trabajo realizado. Como la energía de la tierra ya estaba allí cuando el astronauta miró la bicicleta en la tierra, esa cantidad de trabajo/energía puede ajustarse (siendo común al cálculo de la energía inicial y final).
Juan Rennie
Juan Rennie
acernina