Estoy un poco confundido aquí. El trabajo realizado sobre el cuerpo cuando lo levantamos y lo ponemos sobre la mesa es cero, porque de acuerdo con el teorema del trabajo y la energía, el cambio en la energía cinética del cuerpo es cero. Entonces, el trabajo neto realizado es cero.
Bien, pero ahora el objeto tiene (dónde masa del cuerpo; altura del cuerpo) cantidad de energía potencial almacenada en él. Si el trabajo neto realizado es cero, ¿quién ha aumentado su energía?
Estoy confundido y no puedo pensarlo a través de la ayuda amable.
Hiciste trabajo de red en el cuerpo. La gravedad hizo un trabajo neto negativo en el cuerpo. El trabajo total realizado fue cero. La confusión original surgió porque el teorema del trabajo y la energía exige que calculemos el cambio en la energía cinética utilizando la fuerza neta sobre el cuerpo, pero su pregunta consideró solo la fuerza ejercida por usted e ignoró la ejercida por la gravedad.
si el cuerpo tiene masa , estabas poniendo una fuerza sobre él para elevarlo a velocidad constante. El teorema del trabajo y la energía dice que si hubiera hecho esto cuando no había otras fuerzas sobre el cuerpo, el cuerpo habría ganado energía cinética. mientras lo movía del piso a la mesa.
Sin embargo, ese análisis ignora la gravedad. La gravedad tiró de la caja con fuerza. . Esto significa que el trabajo realizado por la gravedad fue , por lo que el trabajo total realizado sobre la caja fue cero. Esto tiene sentido porque si levantas la caja a una velocidad constante, la fuerza neta sobre la caja es cero por .
Si la caja comienza permaneciendo estacionaria en el piso, tendría que haber un pequeño trabajo neto en la caja para que comience a subir. Tendría que haber algún pequeño trabajo neto negativo en él para que se detuviera.
Para responder a tal pregunta se debe definir el sistema bajo consideración.
Sistema - cuerpo solo
Una fuerza hacia arriba
levanta el cuerpo una distancia vertical
.
Las dos fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo son la fuerza
y el peso de la roca
.
El trabajo neto realizado sobre el cuerpo es
y esto es igual al cambio en la energía cinética del cuerpo que es cero si las dos fuerzas externas son iguales en magnitud.
Sistema - cuerpo y Tierra
La única fuerza externa es
y que esta fuerza tenga la misma magnitud que el peso del cuerpo.
esa sola fuerza
no puede mover el cuerpo más lejos de la Tierra.
Todo lo que puede hacer esa fuerza es mover el centro de masa del cuerpo y el sistema de la Tierra.
Para separar el cuerpo y la Tierra dos fuerzas de magnitud
pero de dirección opuesta debe actuar sobre el cuerpo y la Tierra.
Debido a que la masa de la Tierra es mucho mayor que la masa del cuerpo, el desplazamiento de la Tierra en relación con el centro de masa de la Tierra y el sistema del cuerpo es muy pequeño en comparación con el desplazamiento del cuerpo.
El trabajo realizado sobre la Tierra por las fuerzas externas es insignificante en comparación con el trabajo realizado sobre el cuerpo.
El trabajo realizado por las fuerzas externas sobre la Tierra y el sistema del cuerpo es
.
El aumento de la energía potencial gravitacional del sistema es
cual es
.
Lo que a menudo no se aprecia es que es el cuerpo y el sistema de la Tierra los que tienen la energía potencial gravitatoria, no el cuerpo solo.
Como resultado de que la masa de la Tierra es mucho mayor que la masa del cuerpo, el movimiento de la Tierra siempre es mucho menor que el movimiento del cuerpo, por lo que se ignora el movimiento (cambio en la energía cinética) de la Tierra. (se supone despreciable) en comparación con el movimiento (cambio de energía cinética) del cuerpo.
No se complique las cosas. El trabajo neto realizado es un término simple, lo que significa la transferencia de energía para realizar cierto trabajo (donde la energía se transfiere, no se transforma en su forma original). En el caso anterior, la energía se transfiere y luego se transforma en su forma original (otra, por ejemplo, es "PRIMAVERA").
Hay trabajo porque la caja se traslada de un lugar a otro lo que significa que hay un cambio de posición.
Jorge
qmecanico