Jag har problem med att förstå begreppet negativt arbete. Till exempel säger min bok att om jag sänker en låda till marken gör lådan positivt arbete på mina händer och mina händer gör negativt arbete på lådan. Så om arbete inträffar när en kraft orsakar förskjutning, hur sker negativt arbete? Förflyttar mina händer något?
Kommentarer
- Förskjutning (och rörelse) orsakas inte alltid av den kraft som du vill hitta den ' s arbete. I ditt exempel på att sänka en ruta, tyngdkraften måste beaktas.
- Din bok kan vara fel. Den ' går inte ner som gör ett negativt arbete, men, som förklaras av joshphysics, det ' saktar ner rörelsen.
- @ffred Boken är rätt, eftersom att hålla ett objekt i ett gravitationsfält resulterar i en normal kraft från och eftersom rörelsen är nedåt är det faktiskt negativt arbete
- S lätt tangentiell men det kan hjälpa till att få en känsla för vad som menas med negativt arbete, titta på de olika konventionerna för att skriva ut termodynamikens första lag. Du kan se att det som definieras som positivt arbete enligt en konvention är negativt arbete i en annan.
Svar
I samband med klassisk mekanik som du beskriver utförs negativt arbete av en kraft på ett objekt ungefär när objektets rörelse är i motsatt riktning som kraften. Denna ”opposition” är det som orsakar det negativa tecknet i verket. Ett sådant negativt arbete indikerar att kraften tenderar att sakta ner föremålet, dvs. minska dess kinetiska energi.
För att vara mer matematiskt exakt, antag att ett objekt genomgår rörelse längs en rak linje (som i ditt exempel) under påverkan av en kraft $ \ mathbf F $, då är arbetet på objektet då det genomgår en liten förskjutning $ \ Delta \ mathbf x $ är $$ W = \ mathbf F \ cdot \ Delta \ mathbf x $$ där fetstil betyder att variabeln är en vektor och att punkten representerar punktprodukt. Från definitionen av punktprodukten har vi $$ W = F \ Delta x \ cos \ theta $$ Där $ F $ är storleken på $ \ mathbf F $, $ \ Delta x $ är storleken på $ \ Delta \ mathbf x $ och $ \ theta $ är vinkeln mellan $ \ mathbf F $ och $ \ Delta \ mathbf x $. Observera, i synnerhet att storheterna är positiva per definition, så $ \ cos \ theta $ är negativ om och endast $ \ theta $ är mellan $ 90 ^ \ circ $ och $ 180 ^ \ circ $. När vinkeln har dessa intervall har kraften en komponent vinkelrät mot rörelseriktningen och en komponent motsatt rörelseriktningen. Den vinkelräta komponenten bidrar ingenting till arbetet, och komponenten mittemot rörelsen bidrar negativt till arbetet.
Kommentarer
- Hur. Fysik noob här. Är det nödvändigtvis sant att om θ är mellan 90∘ och 180∘ finns det en vinkelrät komponent? Är det samma för Quadrant 1? Jag ' jag försöker och misslyckas med att se det.
Svar
Arbete är kraftkomponenten parallellt med rörelseriktningen gånger förskjutningen. Den kraftkomponenten kan naturligtvis peka i motsatt rörelseriktning (anti-parallell). Arbetet som utförs av kraften är positivt i det första fallet och negativt i det andra fallet. Till exempel pekar riktningen på tyngdkraften på en fritt fallande kropp (tappad från vila) mot jordens centrum, vilket också är förskjutningsriktningen medan den faller. Därför sägs att tyngdkraften gör positivt arbete på den fallande kroppen. Den fallande kroppen upplever också en dragkraft uppåt på grund av luftmotstånd. Eftersom dragkraften appliceras i motsatt riktning mot rörelsens, sägs den göra negativt arbete på kroppen.