Trabajo realizado en cohete estacionario [duplicado]

Supongamos que tengo un cohete que ejerce una fuerza (con pérdidas de masa insignificantes), que cancela la fuerza de gravedad hacia abajo. Claramente, mi cohete podría moverse a una velocidad constante (ignore la resistencia del aire) o no moverse en absoluto. Nada parece sospechoso todavía, pero ¿qué pasa con esto? Claramente, no se está haciendo ningún trabajo, pero aún se gasta energía para mantener el cohete en su lugar. Entonces, ¿cómo se puede encontrar la energía gastada?

Porque si tratamos de usar la fórmula W o r k = F d , entonces d podría ser cero o cualquier cosa, lo que no nos dice nada útil. Otro escenario similar sería el de dos cohetes que ejercen fuerzas en direcciones opuestas, claramente se está gastando energía pero no hay trabajo, entonces, ¿qué hacer?

Respuestas (2)

Para un motor de cohete normal, la potencia se destina a dos cosas: calentar los gases de escape a partir de la temperatura a la que se almacenó en el cohete y la energía cinética de los gases de escape. Eventualmente, esta energía cinética se disipa por fricción con la atmósfera y el suelo y luego también se convierte en calor.

Se está trabajando, pero no en lo que querías.

Sí, exactamente, estás trabajando en un gas para permanecer estacionario.

Claramente, no se está trabajando,

Esta es la falla en su razonamiento ya que, de hecho, se está trabajando.

No olvide que, cuando el motor del cohete está funcionando, la masa se acelera y se expulsa del motor .

Solo está pensando en el cohete propiamente dicho , pero el cohete, cargado con propulsores, forma un sistema con un centro de masa.

Entonces, si considera el centro de masa del sistema de cohete/propulsor/escape , encontrará que está acelerado y, por lo tanto, se está realizando trabajo.

@GeorgeE.Smith, entiendo que "pérdida de masa insignificante" significa que el término dm/dt en la ecuación de empuje es "lo suficientemente pequeño" como para que la pérdida de masa, en comparación con la masa del cohete / sistema propulsor, sea insignificante. Pero recuerde que el empuje también depende de la velocidad de la masa expulsada y, por lo tanto, en este experimento mental, la velocidad de escape y, por lo tanto, el empuje puede ser lo que sea necesario.