Considere esta pregunta que definitivamente SE HA formulado, pero ahora le pido que cuestione su primera inclinación de simplemente 'hacer la pregunta' y explicar el proceso de pensamiento. Restricciones: suponga que solo conoce el teorema de la energía del trabajo y la definición de potencia (potencia promedio = fuerza * velocidad promedio O trabajo DELTA / tiempo DELTA, trabajo instantáneo = fuerza * velocidad instantánea o dW / dt) Así que no hay energía potencial como debería No lo requiera. y por supuesto tienes tus ecuaciones cinemáticas con leyes de newton.
"Una roca de 20.0 kg se desliza sobre una superficie horizontal áspera a 8 ms^-1 y finalmente se detiene debido a la fricción. El coeficiente de fricción cinética entre la roca y la superficie es 0.200. ¿Qué potencia promedio produce la fricción cuando la roca se detiene?"
entonces, siguiendo la ruta larga (en lugar de fuerza * velocidad promedio * cosTheta, donde theta es el ángulo entre los dos vectores)
trabajo total = trabajo realizado por fricción
= (1/2*m*v_2)^2 - (1/2*m*v_1)^2 (work-energy theorem)
= -640J (Keep in mind that the work done by friction is negative as the the displacement and force are indeed in different directions)
tiempo de trabajo: v = v_0 + at
t = (v - v_0)/a
= (0-8)/(-mu_k*g) (aceleración neta calculada a través de la segunda ley de Newton)
=4.08s
Por lo tanto, la potencia promedio debe ser
potencia media = trabajo DELTA / tiempo DELTA
= (-640J - 0J)/(4.08s - 0s)
=-157watts
Revisé todo dos veces y miré otros sitios web y no menciona ningún poder negativo... entonces, ¿qué piensan ustedes?
Suponga que el sistema bajo consideración es la roca.
Entonces su declaración
Tenga en cuenta que el trabajo realizado por la fricción es negativo.
Si tal vez mejor escrito como
Tenga en cuenta que el trabajo realizado sobre la roca por la fuerza externa (rozamiento) es negativo
El trabajo realizado sobre la roca es negativo porque el cambio en la energía cinética de la roca es negativo.
Una cantidad negativa de trabajo realizado sobre la roca puede interpretarse como una cantidad positiva de trabajo realizado por la roca.
El poder negativo en este contexto significaría lo mismo que el trabajo negativo: el trabajo negativo significa que al sistema, en este caso, el bloque, se le está robando energía mecánica, al igual que el trabajo positivo significa que está adquiriendo energía. Entonces, la potencia negativa solo significa la tasa de pérdida de energía, aquí por fricción, al igual que la potencia positiva es la tasa de acumulación de energía.
AGREGAR: Volví a mirar y observé que la redacción de la pregunta dice "encontrar la potencia promedio PRODUCIDA" por el deslizamiento. Entonces esto será y debería ser positivo , no negativo, aunque el poder de la fuerza de fricción sobre la roca sea negativo. Como ahora lo estamos viendo desde el punto de vista del mundo externo, que ve a la roca como productora de energía (por lo tanto, el mundo está acumulando energía de la roca) en forma de calor y sonido (y trabajo, al destruir el superficies que se frotan entre sí), no desde el punto de vista de la roca, a la que se le roba energía. Si hubiera dicho "encontrar la potencia de la fuerza de fricción sobre la roca", esopower sería negativo, pero dice encontrar el poder producido, que es el poder dado al mundo exterior, y eso es positivo, y es el negativo exacto de la cifra que calculaste, por lo que +157 W es la respuesta.
Sí, ya que la potencia es la velocidad a la que se realiza el trabajo. Entonces, si el trabajo realizado es negativo, el tiempo empleado es positivo, entonces la potencia es negativa. Esto significaría que el objeto está perdiendo energía. Por otro lado, el poder positivo significaría que el objeto está ganando energía. Dualidad.
Steve
Andrés Steane