¿Se realiza el trabajo subiendo una escalera mecánica a la misma velocidad y en dirección opuesta al cero de la escalera mecánica?

La fuerza se aplica en el paso. Aplicas esa fuerza hacia abajo y el paso se mueve hacia abajo al mismo tiempo; el trabajo es fuerza por distancia (con un factor direccional que es aproximadamente 1 en este caso). Así que el trabajo es distinto de cero (y es similar al trabajo que haría subiendo el mismo número de escalones si el ascensor estuviera parado. ¹

Ahora, Rahul analizó el problema en términos de energía potencial y concluyó que su energía no estaba cambiando (lo cual es correcto), entonces si se realiza trabajo y no está cambiando su energía, ¿adónde va?

Buena pregunta. Me alegra que hayas preguntado.

La fuerza de su pie se transmite al tren de transmisión del sistema del elevador y reduce la carga en el motor, lo que reduce la carga en el sistema eléctrico y, en última instancia, hace que se necesite generar menos energía. La energía termina en el sistema que estaba haciendo funcionar la máquina en primer lugar.

¹ Si está en lo cierto, puede estar tratando de aplicar el análisis anterior al caso de subir escaleras y decir "¡Ajá! ¡Te atrapé! Tu análisis no tiene ningún trabajo al subir escaleras".

Eso es razonable, excepto que puedo analizar el trabajo realizado en la cadera en ese caso y mostrar que levantar el cuerpo es un trabajo de empuje y luego levantar la pierna es un trabajo de tracción. Todo sale.

Esencialmente, lo que se está perdiendo es que necesita ver su situación desde el punto de vista de los escalones de la escalera mecánica. La escalera mecánica "te ve" "subiéndola" porque cada paso que das te coloca en un paso posterior de la escalera mecánica. No sigues aterrizando en el mismo escalón.

Su pie aplica una fuerza en cada escalón de la escalera mecánica. Por lo tanto, cada paso de la escalera mecánica aplica una fuerza igual y opuesta en su pie. La distancia de la que debe preocuparse no es la distancia entre sus pies y la planta baja inamovible. En cambio, debe preocuparse por la distancia que se ha movido su pie al aplicar la fuerza al escalón de la escalera mecánica.

Cuando su pie hace contacto por primera vez con el escalón de la escalera mecánica, está en el punto "A". La fuerza la aplica tu pie hasta llegar al punto "B". La fuerza se aplicó sobre esa distancia "AB". Por lo tanto, claramente se está realizando trabajo a pesar de que su energía potencial en relación con la planta baja inamovible no aumenta. Estás trabajando para mantener tu energía potencial en relación con la planta baja inamovible, mientras que la escalera mecánica trabaja en contra de tus esfuerzos.

El cambio total de energía potencial es cero. Pero como habrás notado, te cansas de hacer esto. Eso es porque estás trabajando en la escalera mecánica.

Si una persona se para en una escalera mecánica sin fricción perfectamente eficiente, se realizará trabajo en ella a medida que desciende, y la escalera mecánica generará electricidad. Es la conversión de energía potencial en electricidad.

Si la persona sube mientras la escalera mecánica baja para mantener constante su posición, tenemos la energía química de su comida transformándose en electricidad.

El significado original de la palabra "cinta de correr" (antes de la invención de las máquinas de ejercicio) era, por analogía con los molinos de viento y los molinos de agua, una rueda en la que se obligaba a subir a los presos para generar energía para la industria. Había varios diseños, uno parecido a una rueda de hámster. Algunos otros se muestran aquí http://en.wikipedia.org/wiki/Treadmill

si, tienes razón. ya que está a la misma distancia sobre el suelo, por lo que tiene su energía potencial constante, por lo que no está haciendo ningún trabajo , aunque si estuviera en el marco de la escalera mecánica, entonces se está moviendo, por lo que el trabajo se realiza en forma de energía cinética.

Todas las respuestas hasta ahora han comenzado con la suposición incorrecta de que es igualmente difícil subir una escalera mecánica que se mueve hacia abajo y subir una escalera estacionaria. Esto simplemente no es cierto. Es cierto que gastas algo de energía cuando la escalera mecánica te lleva un poco hacia abajo y tienes que recuperar esa energía potencial perdida (altura) con cada paso. Pero si pudiera mantener la mayor parte de su masa en una posición constante y simplemente mover las piernas y los pies, encontraría que el esfuerzo es mucho menor.

Sí, si estuvieras suspendido en un arnés como una marioneta colgante y solo movieras las piernas en los escalones. En realidad, una escalera mecánica hacia abajo te está empujando hacia arriba. Así que conduces la escalera mecánica hacia abajo con una fuerza igual a tu peso por la altura del escalón. Es confuso porque la escalera mecánica se mueve a la misma velocidad de todos modos, pero solo porque el controlador de velocidad del motor aumenta el frenado electromagnético para reducir la velocidad del mecanismo para que no termines como ese montón de hooligans de fútbol rusos en ese video viral de YouTube. O eso, o la fricción en la cadena de escalones es mayor que su peso y ha disminuido la carga en el motor para tirar de él.