¿Se realiza algún trabajo si camino en un círculo?

El problema se debe al significado poco claro de la oración.

Hubiera logrado cero "trabajo neto".

En un sentido coloquial, no hiciste ningún trabajo útil, por lo que alguien, quizás tu jefe, evaluaría tu viaje como "no hiciste ningún trabajo". Pero en el sentido en que se usa la palabra "TRABAJO" en física, la respuesta puede ser diferente. Esto se debe a que la oración "El cuerpo A realizó un trabajo distinto de cero en el cuerpo B" en física significa que el cuerpo$B$movido mientras$A$ejerció una fuerza sobre él que tenía una componente distinta de cero en la dirección del movimiento de$B$.

Ahora bien, si tomamos tu cuerpo como objeto$A$y el suelo como objeto$B$, de hecho hay trabajo hecho, porque el suelo se mueve hacia tu espalda mientras lo empujas con los pies (tienes que empujar para vencer la resistencia del aire). Entonces, en este sentido, hiciste un trabajo sobre el terreno y tu amigo se equivocó.

El trabajo total siendo cero cuando el objeto regresa a su posición original es una situación que ocurre cuando el trabajo se toma como trabajo especial debido a una fuerza especial, por ejemplo, la fuerza de gravedad. Entonces, debido a que la fuerza de gravedad$\mathbf F_G$la integral sobre todo camino cerrado$\gamma$

la fuerza de gravedad hizo trabajo neto cero.

El trabajo realizado sobre un objeto por una fuerza es la distancia recorrida por el objeto multiplicada por la magnitud de la fuerza en la dirección recorrida . Entonces, si te mueves a lo largo de un camino cerrado (es decir, un camino que te lleva de regreso a donde empezaste) de longitud$d$, sobre la que actúa una fuerza de magnitud constante$F$que siempre es paralela a su trayectoria y apunta hacia atrás a lo largo de ella (como la fricción), entonces la fuerza habrá realizado un trabajo$-Fd$, no cero.

Si, en cambio, su fuerza fuera constante tanto en magnitud como en dirección , entonces la fuerza no haría trabajo durante el viaje. Esto se debe a que en el camino a la tienda, la fuerza estaría (digamos) apuntando hacia adelante a lo largo de su camino y, por lo tanto, haciendo un trabajo positivo, mientras que en el camino de regreso de la tienda, la fuerza estaría apuntando hacia atrás a lo largo de su camino y, por lo tanto, haciendo un trabajo negativo. . Estos se cancelarían.

En este ejemplo particular, la fuerza (fricción) es del tipo anterior: siempre apunta hacia atrás a lo largo de su camino, tratando de impedir su movimiento. Un ejemplo de una fuerza de este último tipo es la gravedad --- siempre apunta hacia abajo (al menos si estamos hablando de pequeños asuntos terrestres). Supongamos que lanzas algo verticalmente hacia arriba en el aire. Para empezar la fuerza de la gravedad estaría apuntando en sentido contrario al recorrido realizado, realizando un trabajo negativo sobre el cuerpo. Luego, a medida que el objeto gira en el aire, la fuerza de gravedad (cuya dirección sigue siendo la misma) comenzaría a actuar de la misma manera.dirección al camino tomado. Entonces, la gravedad haría un trabajo positivo, exactamente igual y opuesto al trabajo que hizo en el camino hacia arriba, de modo que cuando el objeto volviera a su posición original, no habría ganado ni perdido energía. El trabajo neto realizado sería cero.

Para reiterar: para el caso de la fricción, la fuerza cambia de dirección para impedir perpetuamente su movimiento. Esta es la razón por la que el trabajo realizado por la fricción se acumula continuamente, en lugar de cancelarse.

Esto tiene sentido: la fuerza de fricción está disipando energía en tus piernas durante todo el viaje --- cuando regresas, sabes que has gastado algo de energía, ¡ya que podrías tener un poco de hambre! La fricción no ha estado devolviendo energía a tus piernas en ningún momento, solo la ha estado minando constantemente, por lo que debe haber realizado algún trabajo (el trabajo es la cantidad de energía que una fuerza pone en un objeto).

Esto puede ser muy, muy antiguo, pero una buena pregunta siempre sigue siendo una buena pregunta, para cualquier persona interesada.

En el mundo real, existe una amplia variedad de fuerzas resistivas, como la resistencia del aire y la fricción, que actúan siempre de forma opuesta al movimiento, y tú aplicas fuerzas para contrarrestarlas en el mundo real, aunque te estás moviendo con una velocidad constante, estás ejerciendo una fuerza para contrarrestar todo eso.

Ahora aquí está la parte buena, el trabajo realizado es Fuerza * Desplazamiento, como sabe, sin embargo, tenga en cuenta que, al salir de su escritorio, estaba ejerciendo una fuerza hacia adelante (positiva) para contrarrestar las resistencias mientras se movía en una dirección positiva, en su camino de regreso, estabas ejerciendo una fuerza negativa mientras te movías en la dirección negativa, ya que tu fuerza y ​​desplazamiento estaban en la misma dirección en la segunda parte, ¡muestra que hiciste un trabajo positivo! (Pones energía para contrarrestar las fuerzas resistivas que ahora están en la dirección opuesta)

por lo tanto, W net es en realidad 2 F d, por lo tanto, no es cero.

tenga en cuenta que es útil pensar en el trabajo como una medida de la cantidad de energía que transfirió de una forma a la otra, un objeto en movimiento circular mantiene una velocidad constante, energía cinética constante, por lo tanto, no hay transferencia, es decir, no hay trabajo, sosteniendo un peso en la mano mientras su estacionario no tiene desplazamiento, por lo tanto, no hay trabajo sobre el peso ya que la energía potencial es constante.

tenga en cuenta también que la idea errónea aquí es que su amigo asumió que la fuerza siempre actúa en una dirección, si eso fuera cierto, su viaje habría sido similar a una oscilación donde el trabajo realizado realmente habría sido cero.