Betrachten Sie diese Frage, die definitiv gestellt wurde, aber ich bitte Sie jetzt, Ihre erste Neigung zu hinterfragen, nur „die Frage zu stellen“ und den Denkprozess zu erklären. Einschränkungen: Angenommen, Sie kennen nur den Arbeitsenergiesatz und die Definition der Leistung (Durchschnittsleistung = Kraft * Durchschnittsgeschwindigkeit ODER DELTA-Arbeit / DELTA-Zeit, Momentanarbeit = Kraft * Momentangeschwindigkeit oder dW / dt). Also keine potenzielle Energie, wie sie sollte. “ t erfordern es. und natürlich haben Sie Ihre kinematischen Gleichungen mit Newtonschen Gesetzen.
„Ein 20,0 kg schweres Gestein gleitet auf einer rauen, horizontalen Oberfläche mit 8 ms ^ -1 und stoppt schließlich aufgrund von Reibung. Der kinetische Reibungskoeffizient zwischen Gestein und Oberfläche beträgt 0,200. Welche durchschnittliche Kraft wird durch Reibung erzeugt, wenn das Gestein stoppt? „
Gehen Sie also den langen Weg (anstelle von Kraft * Durchschnittsgeschwindigkeit * cosTheta, wobei Theta der Winkel zwischen den beiden Vektoren ist)
Arbeitssumme = durch Reibung geleistete Arbeit
= (1/2*m*v_2)^2 - (1/2*m*v_1)^2 (work-energy theorem) = -640J (Keep in mind that the work done by friction is negative as the the displacement and force are indeed in different directions) Arbeitszeit: v = v_0 + um
t = (v – v_0) / a
= (0-8) / (- mu_k * g) (Nettobeschleunigung berechnet durch das zweite Newtonsche Gesetz)
= 4,08s
Daher sollte die durchschnittliche Leistung
die durchschnittliche Leistung = DELTA-Arbeit / DELTA-Zeit
= (-640J - 0J)/(4.08s - 0s) =-157watts sein. Ich habe alles überprüft und andere Websites angesehen und es gibt keine Erwähnung von negativer Kraft … also, was denkt ihr?
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- Dort ' eine Dualität – positive Arbeit ist immer mit negativer Arbeit an anderer Stelle im System verbunden.
Antwort
Angenommen, das betrachtete System ist der Stein.
Also Ihre Aussage
Beachten Sie, dass die durch Reibung geleistete Arbeit negativ ist.
Wenn vielleicht besser als
Beachten Sie, dass die Arbeit am Felsen von die externe Kraft (Reibung) ist negativ
Die am Gestein geleistete Arbeit ist negativ, da die Änderung der kinetischen Energie des Gesteins negativ ist.
Ein negativer Arbeitsaufwand auf Der Fels kann als positiver Arbeitsaufwand interpretiert werden von dem Felsen.
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- Ich verstehe das, aber wenn Sie die Frage stellen würden, würden Sie die gleiche Antwort erhalten wie ich? oder wäre es anders. Wenn ja, warum die Diskrepanz (das ist mein Hauptpunkt, weil die Antwort anscheinend 157 Watt ist)
- Ich würde sagen, dass ich wahrscheinlich gesagt hätte, dass die Arbeit (Kraft verbraucht) durch die Reibungskraft auf den Felsen war $ \ Large – $ …. J (W)
Antwort
Negative Potenz in diesem Zusammenhang würde dasselbe bedeuten wie negative Arbeit: Negative Arbeit bedeutet, dass dem System – in diesem Fall dem Block – mechanische Energie gestohlen wird, genauso wie positive Arbeit bedeutet, dass es Energie gewinnt. Die negative Kraft bedeutet dann nur das Rate des Verlierens Energie, hier durch Reibung, ebenso wie positive Leistung die Rate des Sammelns von Energie.
HINZUFÜGEN: I. schaute noch einmal und beachte, dass der Wortlaut der Frage lautet: „Finde die durchschnittliche Leistung, die durch das Gleiten erzeugt wird“. Dies wird und sollte also positiv sein, nicht negativ, obwohl die Kraft der Reibungskraft auf den Felsen ist negativ. Wie wir es jetzt aus der Sicht von betrachten die Außenwelt, in der der Fels Energie erzeugt (somit sammelt die Welt Energie aus dem Fels) in Form von Wärme und Schall (und arbeiten daran, die Oberflächen zu zerstören, die aneinander reiben), nicht aus der Sicht des Felsens, dem Energie gestohlen wird. Wenn es gesagt hätte „finde die Kraft der Reibungskraft auf dem Felsen“, wäre diese Kraft negativ, aber es heißt, finde die erzeugte Kraft, die die Kraft ist, die der Außenwelt gegeben wird, und das ist positiv und ist das exakte Negativ der von Ihnen berechneten Zahl, also ist +157 W die Antwort.
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- also kann Leistung sein negativ richtig? Das ' ist im Grunde alles, was ich klären muss. Wenn Sie diese Frage stellen würden, würden Sie die gleiche Antwort erhalten?
- Ja. Wenn Sie im Laufe der Zeit negative Arbeit haben, erhalten Sie negative Kraft, daher sollte die Kraft der Reibungskraft (modelliert mit einer Punktkraft im Massenmittelpunkt des Körpers) tatsächlich negativ sein, genau wie ihre Arbeit sein sollte.Wenn Sie jedoch von der Leistung sprechen möchten, die in der internen Struktur der Objekte '
hinterlegt ist und deren Temperatur erhöht, ist diese Leistung positiv (und gleich der negativen) von der Kraft der Reibungskraft), da ' Energie einfließt. (ADD: Eigentlich nicht ganz gleich, endet ein Teil dieser Energie auch als Schall als kleine Staubkrümel abzubrechen, aber das ' ist viel