¿Es válido el teorema trabajo-energía para Potencia = fuerza * velocidad?

El teorema de la energía del trabajo establece que "se dice que se realiza trabajo cuando hay un cambio en la energía cinética", es decir, Trabajo = ∆Energía cinética

En realidad, el teorema se expresa con mayor precisión como:

El trabajo neto realizado sobre un objeto es igual a su cambio en energía cinética.

Note el énfasis en la palabra "red". Esto se debe a que el trabajo puede ser positivo o negativo y si la cantidad de trabajo positivo realizado sobre un objeto es igual a la cantidad de trabajo negativo realizado sobre el objeto, el trabajo neto es cero y no debería haber cambios en la energía cinética. Ese es el caso si la velocidad de un objeto es constante. Según la primera ley de Newton, no hay fuerzas que actúen sobre el objeto o la fuerza neta de varias fuerzas es cero, lo que significa que cualquier trabajo positivo realizado por las fuerzas es igual al trabajo negativo realizado por otras fuerzas.

Un ejemplo es un automóvil que se mueve a velocidad constante. El trabajo positivo realizado por el motor que mueve el automóvil hacia adelante se contrarresta con el trabajo negativo igual realizado por las fuerzas disipativas (resistencia del aire, resistencia a la rodadura de los neumáticos, etc.) que actúan en la dirección inversa, para un trabajo neto de cero y un cambio en energía cinética de cero. En efecto, todo el trabajo realizado por el motor termina disipado en forma de calor debido a la fricción.

Espero que esto ayude.

El teorema de la energía del trabajo establece que "se dice que se realiza trabajo cuando hay un cambio en la energía cinética", es decir, Trabajo = ∆Energía cinética

Esta no es una afirmación muy precisa del teorema del trabajo y la energía. Una declaración más correcta es que el "trabajo neto" es igual al cambio en la energía cinética:$W_{net}=\Delta KE$

Esta es una distinción importante porque el término “trabajo en red” tiene un significado específico y muy restringido:$W_{net}=\vec F_{net} \cdot \vec{\Delta x}_{COM}$dónde$\vec{\Delta x}_{COM}$es el desplazamiento del centro de masa.

Ahora, es perfectamente legítimo tomar el tiempo derivado de esto para obtener$P_{net}=\vec F_{net} \cdot \vec v_{COM}=\frac{d}{dt}KE$. Esta sería la versión potencia del teorema del trabajo y la energía.

Potencia = fuerza * velocidad, donde una fuerza constante F mantiene una velocidad constante (superando la fuerza opuesta). La existencia del poder implica la existencia del trabajo.

Aquí estás mezclando dos poderes diferentes. El primero es la “potencia neta” del teorema del trabajo y la energía. Como hay una fuerza opuesta, la fuerza neta es cero, por lo que$P_{net}=\vec 0 \cdot \vec v = 0=\frac{d}{dt}KE$. Entonces, de hecho, la KE es constante y el objeto se mueve a una velocidad constante.

El segundo poder es el poder de una fuerza individual. A veces esto se denomina potencia mecánica o trabajo termodinámico, según el contexto y la preferencia del autor. esto se puede escribir$P=\vec F \cdot \vec v$dónde$\vec F$es la fuerza individual y$\vec v$no es la velocidad del centro de masa sino la velocidad del material en el punto de aplicación de la fuerza individual.

En su caso, la fuerza individual tiene una potencia distinta de cero incluso cuando la "potencia neta" es cero. La diferencia entre los dos implica que la fuerza opuesta tiene un poder individual que es igual y opuesto al poder de la primera fuerza o que la energía interna del objeto está cambiando.