Ik heb wat problemen met het begrijpen van het concept van negatief werk. Mijn boek zegt bijvoorbeeld dat als ik een doos op de grond laat zakken, de doos dat wel doet positief werk aan mijn handen en mijn handen doen negatief werk aan de doos. Dus als er werk plaatsvindt wanneer een kracht verplaatsing veroorzaakt, hoe gebeurt dan negatief werk? Verplaatsen mijn handen iets?
Opmerkingen
- Verplaatsing (en beweging) wordt niet altijd veroorzaakt door de kracht die u wilt vinden in het werk van '. In uw voorbeeld van het verlagen van een box, moet de zwaartekracht in overweging worden genomen.
- Je boek kan verkeerd zijn. Het ' s niet naar beneden gaat, maakt een negatief werk, maar, zoals uitgelegd door joshphysics, het ' s het vertragen van de beweging.
- @ffred Het boek heeft gelijk, aangezien het vasthouden van een object in een zwaartekrachtveld resulteert in een normaalkracht van de hand, en aangezien de beweging naar beneden is, is het in feite negatief werk
- S licht tangentieel, maar het kan helpen om een idee te krijgen van wat wordt bedoeld met negatief werk, kijk eens naar de verschillende conventies voor het uitschrijven van de eerste wet van de thermodynamica. Je kunt zien dat wat wordt gedefinieerd als positief werk onder de ene conventie, negatief werk is in een andere.
Antwoord
In de context van de klassieke mechanica zoals je beschrijft, wordt negatief werk uitgevoerd door een kracht op een object, ongeveer wanneer de beweging van het object in de tegenovergestelde richting is als de kracht. Deze “oppositie” is de oorzaak van het minteken in het werk. Zon negatief werk geeft aan dat de kracht de neiging heeft om het object te vertragen, dwz de kinetische energie ervan te verminderen.
Om wiskundig nauwkeuriger te zijn, stel dat een object beweging ondergaat langs een rechte lijn (zoals in je voorbeeld) onder invloed van een kracht $ \ mathbf F $, dan is het werk aan het object dat een kleine verplaatsing ondergaat $ \ Delta \ mathbf x $ $$ W = \ mathbf F \ cdot \ Delta \ mathbf x $$ waarbij vetgedrukt betekent dat de variabele een vector is en dat de punt het puntproduct vertegenwoordigt. Uit de definitie van het puntproduct hebben we $$ W = F \ Delta x \ cos \ theta $$ Waar $ F $ de grootte is van $ \ mathbf F $, $ \ Delta x $ de grootte van $ \ Delta \ mathbf x $, en $ \ theta $ is de hoek tussen $ \ mathbf F $ en $ \ Delta \ mathbf x $. Merk in het bijzonder op dat de magnitudes per definitie positief zijn, dus de $ \ cos \ theta $ is negatief als en slechts van $ \ theta $ tussen $ 90 ^ \ circ $ en $ 180 ^ \ circ $ ligt. Wanneer de hoek deze bereiken heeft, heeft de kracht een component loodrecht op de bewegingsrichting en een component tegengesteld aan de bewegingsrichting. De loodrechte component draagt niets bij aan het werk, en de component tegenover de beweging draagt een negatief bedrag bij aan het werk.
Opmerkingen
- Howdy. Natuurkunde noob hier. Is het noodzakelijkerwijs waar dat als θ tussen 90∘ en 180∘ ligt, er een loodrechte component is? Geldt hetzelfde voor kwadrant 1? Ik ' m probeer het maar niet te zien.
Antwoord
Arbeid is de krachtcomponent parallel aan de bewegingsrichting maal de verplaatsing. Die krachtcomponent zou natuurlijk in de tegenovergestelde bewegingsrichting kunnen wijzen (anti-parallel). Het werk van de kracht is positief in het eerste geval en negatief in het tweede. Zo wijst de richting van de zwaartekracht op een vrij vallend lichaam (uit rust gevallen) naar het middelpunt van de aarde dat tevens de verplaatsingsrichting is tijdens het vallen. Daarom wordt gezegd dat de zwaartekracht positief werk doet aan het vallende lichaam. Het vallende lichaam ervaart ook een opwaartse sleepkracht als gevolg van luchtweerstand. Aangezien de sleepkracht wordt uitgeoefend in de richting tegengesteld aan die van de beweging, wordt er gezegd dat het negatief werk aan het lichaam doet.