¿Una fuerza opuesta diferente afecta el trabajo?

Supongamos que un hombre ejerce 10   norte mientras levanta un 1   k gramo cuadro una distancia de 2   metro contra la gravedad de la Tierra.

Para determinar el trabajo podemos usar la siguiente ecuación:

W = F d W = ( 10   norte ) ( 2   metro ) = 20   j

El trabajo en este caso es 20   j .

¿Sería el mismo trabajo si el hombre realizara esta tarea en la Luna en lugar de la Tierra ?

Matemáticamente, la ecuación muestra que si el hombre ejerce la misma fuerza ( 10   norte ) a la misma distancia ( 2   metro ), entonces el trabajo seguirá siendo el mismo ( 20   j ), pero tengo problemas para conceptualizar esto.

METRO o o norte GRAMO r a v i t y < mi a r t h GRAMO r a v i t y

La fuerza que se opone a nuestro movimiento al levantar la caja en la luna sería menor que en la Tierra ya que la gravedad en la luna es mucho menor . Conceptualmente, parece que será "más fácil" levantar la caja en la luna y, por lo tanto, debería requerir menos trabajo .

¿Dónde está la falla en mi lógica?

En lugar de "resistencia", la "fuerza que se opone a nuestro movimiento" sería un poco más precisa.
debería tomar menos trabajo en la luna, pero el hecho es que se usó el mismo 10N en ambos casos, lo que significa que fijaste el trabajo hecho igual en ambos casos. esto termina en la caja de la luna que tiene mucha más energía que la de la tierra, en forma de energía cinética.

Respuestas (2)

la falla está en la suposición de que el trabajo realizado en la caja solo se dirige hacia la energía potencial gravitacional. tenga en cuenta que si la fuerza aplicada excede el peso de la caja en cualquier momento, la caja se acelerará y también alcanzará energía cinética.

asumiendo gramo mi a r t h = 10 norte / k gramo , entonces la caja nunca acelera, y el lleno 20 j el trabajo realizado aumenta la energía potencial de la caja.

asumiendo gramo metro o o norte = 1.6 norte / k gramo , entonces por W PAG mi metro gramo h , W PAG mi = 3.2 j . los desaparecidos" 16.8 j va hacia la energía cinética (esta caja se mueve muy rápido cuando llega a la parte superior).

Te dejo a ti que confirmes que el KE es de hecho 16.8J. ( pista v 2 = 2 a s , dónde a = ( 10 norte 1.6 norte ) 1 k gramo y s = 2 metro

La falla es asumir que la misma fuerza promedio podrá levantar su objeto a la misma altura en la tierra y en la luna. Supongamos que consideramos levantar un objeto con velocidad cero a una altura de X metro en la tierra. Entonces la fuerza requerida sería la fuerza gravitacional sobre el objeto ( metro gramo mi a r t h ). Pero en la luna, el mismo levantamiento (sin aceleración) requerirá menos fuerza ( metro gramo metro o o norte ). Por lo tanto, si hablamos de las mismas fuerzas medias, levantando el mismo objeto, la distancia a la que será capaz de levantar será diferente para diferente gravedad (o fuerza contraria en general).

Pero en todos los casos el trabajo realizado por el objeto (siempre dado por F . d s ) será igual al aumento de la energía potencial gravitatoria del objeto ( metro gramo h para pequeños desplazamientos) que será mucho menor en la luna en comparación con la tierra para la misma altura debido a la menor gravedad.

Creo que el hecho de que aplicar la misma fuerza sobre el objeto provoque una mayor aceleración en la luna puede estar desconcertándome. ¿Estás diciendo que en la luna, el trabajo sería menor a pesar de la misma fuerza aplicada sobre la misma distancia, ya que la energía potencial gravitacional del objeto será menor en la luna a la misma altura?
esta respuesta es la mitad correcta. se necesita mucho menos trabajo para mover una caja 2 m en la luna. pero esto no cambia el hecho de que se aplicó el sam 10N en ambos casos, lo que indica que se realizó la misma cantidad de trabajo a la caja en ambos casos.