Ok, tomando la ecuación W=FD. Digamos que una fuerza de 30 N actúa sobre un objeto de 10 kg durante 10 s, lo que hace que se mueva 150 metros sobre una superficie sin fricción. El trabajo realizado por esta fuerza será de 30(150)J. Sin embargo, si se aplican dos fuerzas de 30 N sobre el mismo objeto, se moverá 300 metros en el mismo tiempo. Pero esto indica que el trabajo realizado por cada fuerza de 30N es de 30(300)J, que es el doble si empujara sola. Esto no tiene sentido para mí.
Además, ¿en relación con qué se toma el desplazamiento? Si tomamos el desplazamiento relativo al CMB, entonces a lo largo de ese intervalo de 10 segundos la Tierra se habría movido 6270000M y el trabajo realizado sería 30(6270000)=un número ridículamente alto
Entonces, la pregunta se reduce a qué valor de desplazamiento tomo para la ecuación W = fd.
La aceleración debe ser constante.
se moverá 300 metros durante el mismo tiempo. Pero esto indica que el trabajo realizado por cada fuerza de 30N es de 30(300)J, que es el doble si empujara sola. Esto no tiene sentido para mí.
Las "fuerzas constantes" son fáciles de calcular en las clases de física, pero son inusuales en la vida real, por lo que es posible que la intuición no ayude tanto con la comprensión. Imagínate parado junto a un tiovivo que está parado. ¿Crees que puedes empujarlo con una fuerza de 100N? Probablemente sin mucha dificultad. Ahora haz que gire bastante rápido. A medida que pasan las barras, ¿crees que puedes aplicarles 100N? Probablemente no, y si pudieras, tomaría mucho más esfuerzo.
Por lo tanto, se necesita más potencia para aplicar una fuerza constante a un objeto que se mueve en la misma dirección y, durante el mismo período de tiempo, se transfiere más energía.
Si tomamos el desplazamiento relativo al CMB, entonces a lo largo de ese intervalo de 10 segundos la Tierra se habría movido 6270000M y el trabajo realizado sería 30(6270000)=un número ridículamente alto.
Y sin embargo, bastante cierto. La energía cinética de un objeto depende del marco. ¿De dónde salió esa energía? Lo que sea que lo estaba empujando debe haber disminuido un poco la velocidad y su KE en ese marco se redujo casi en la misma cantidad.
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El desplazamiento es del objeto bajo fuerza. Si una fuerza de 30 N actúa sobre un objeto de 10 kg durante 10 s, el desplazamiento es de 150 m. En el caso de 60N (o 2x30N) el desplazamiento neto es de 300 m.
sume el desplazamiento hecho por 2 fuerzas individualmente
o encuentre la fuerza neta y luego encuentre el desplazamiento usando la ecuación de movimiento
entonces
Pero esto indica que el trabajo realizado por cada fuerza de 30N es de 30(300)J, que es el doble si empujara sola.
Esto no es cierto ya que 300 m es un desplazamiento de una fuerza de 60N, no de 30N.
¿Con respecto a qué se toma el desplazamiento?
El desplazamiento se puede tomar en relación con cualquier marco inercial. El trabajo es una cantidad dependiente del marco.
Es importante saber que aunque el trabajo depende del marco, la energía se conserva en todos los marcos inerciales.
Pero esto indica que el trabajo realizado por cada fuerza de 30N es de 30(300)J, que es el doble si empujara sola. Esto no tiene sentido para mí.
Tu análisis es correcto. De hecho, se necesita más energía para ejercer la misma fuerza a una mayor velocidad durante el mismo tiempo. Si no fuera así, la energía no se conservaría.