Jeg har nogle problemer med at forstå begrebet negativt arbejde. For eksempel siger min bog, at hvis jeg sænker en kasse til jorden, gør kassen positivt arbejde på mine hænder og mine hænder udfører negativt arbejde på kassen. Så hvis der opstår arbejde, når en kraft forårsager forskydning, hvordan sker negativt arbejde? Er mine hænder fortrængte noget?
Kommentarer
- Forskydning (og bevægelse) skyldes ikke altid den kraft, du vil finde den ' s arbejde. I dit eksempel på at sænke en boks, tyngdekraften skal overvejes.
- Din bog kan være forkert. Den ' går ikke ned, hvilket gør et negativt arbejde, men som forklaret af joshphysics, det ' er bevægelsens opbremsning.
- @ffred Bogen har ret, da det at holde et objekt i et tyngdefelt resulterer i en normal kraft fra hånd, og da bevægelsen er nedadgående, er det faktisk negativt arbejde
- S let tangentielt, men det kan hjælpe med at få en fornemmelse for, hvad der menes med negativt arbejde, se på de forskellige konventioner til udskrivning af termodynamikens første lov. Du kan se, at det, der defineres som positivt arbejde under en konvention, er negativt arbejde i en anden.
Svar
I sammenhængen med klassisk mekanik, som du beskriver, udføres negativt arbejde af en kraft på et objekt omtrent når objektets bevægelse er i den modsatte retning som kraften. Denne “opposition” er det, der forårsager det negative tegn i værket. Et sådant negativt arbejde indikerer, at kraften har tendens til at bremse objektet, dvs. sænke dets kinetiske energi.
For at være mere matematisk præcis, antag at et objekt gennemgår bevægelse langs en lige linje (som i dit eksempel) under indflydelse af en kraft $ \ mathbf F $, så er arbejdet udført på objektet, da det gennemgår en lille forskydning $ \ Delta \ mathbf x $ er $$ W = \ mathbf F \ cdot \ Delta \ mathbf x $$ hvor fed skrift betyder, at variablen er en vektor, og prikken repræsenterer punktprodukt. Fra definitionen af prikproduktet har vi $$ W = F \ Delta x \ cos \ theta $$ Hvor $ F $ er størrelsen på $ \ mathbf F $, $ \ Delta x $ er størrelsen af $ \ Delta \ mathbf x $, og $ \ theta $ er vinklen mellem $ \ mathbf F $ og $ \ Delta \ mathbf x $. Bemærk især, at størrelserne er positive pr. Definition, så $ \ cos \ theta $ er negativ, hvis og kun for $ \ theta $ er mellem $ 90 ^ \ circ $ og $ 180 ^ \ circ $. Når vinklen har disse områder, har kraften en komponent vinkelret på bevægelsesretningen og en komponent modsat bevægelsesretningen. Den vinkelrette komponent bidrager intet til arbejdet, og komponenten modsat bevægelsen bidrager med et negativt beløb til arbejdet.
Kommentarer
- Howdy. Fysik noob her. Er det nødvendigvis sandt, at hvis θ er mellem 90∘ og 180∘, er der en vinkelret komponent? Er det samme tilfældet for kvadrant 1? Jeg ' prøver og kan ikke se det.
Svar
Arbejde er kraftkomponenten parallelt med bevægelsesretningen gange forskydningen. Denne kraftkomponent kunne naturligvis pege i den modsatte retning af bevægelse (anti-parallel). Arbejdet udført af styrken er positivt i det første tilfælde og negativt i det andet. For eksempel peger retning af tyngdekraften på et frit faldende legeme (faldet fra hvile) mod midten af jorden, hvilket også er forskydningsretningen under fald. Derfor siges tyngdekraften at udføre positivt arbejde på den faldende krop. Den faldende krop oplever også en opadgående trækkraft på grund af luftmodstand. Da trækkraften påføres i den modsatte retning af bevægelsens, siges det at det udfører negativt arbejde på kroppen.