¿Cómo entender el teorema trabajo-energía?

Question

Cómo entender el trabajo-el teorema de la energía?

Tomé una breve conferencia sobre la física para la ingeniería de la semana pasada. El profesor destacó que el trabajo realizado sobre un objeto hará que la energía cinética del cambio como

$$W = \Delta \text{KE}.$$

Sé que este concepto podría ser tan común a usted, pero a mí, como un principiante, es muy difícil entender la razón. Mi entendimiento es que el 'trabajo' es la energía que un objeto externo 'inyecta en el objeto o es la energía que un objeto externo 'quita' del objeto. Creo que el trabajo realizado por el objeto debe ser igual a la energía total cambia en ese objeto, que podría ser en cualquier formato (calor, la energía potencial o cinética.) ¿Por qué el teorema sólo se refieren explícitamente a la energía cinética? Será este teorema trabajo en algunos casos o en todos los casos?

Answer 1

El trabajo total se puede dividir en dos partes:

$$W_{net} = W_{conservative}+W_{non-conservative}.$$

Con el conservador parte puede asociar una energía potencial:

$$W_{conservative}=-\Delta PE$$

(esta es, de hecho, la definición de una fuerza conservadora), para que el Trabajo-el teorema de la Energía se convierte en

$$W_{non-conservative}=\Delta KE + \Delta PE = \Delta E.$$

Esta es otra manera de escribir la Obra-el teorema de la Energía y en mi mente está un poco más claro. Es decir, el trabajo realizado por los no-conservadores de las fuerzas es igual al cambio total en la energía del sistema.

Por ejemplo, el trabajo realizado por la fricción es negativo, por lo que disipa la energía de un sistema.

Por otro lado, la gravedad es una fuerza conservadora. Imaginar el movimiento de la caída de una bola. A menos que algo haciendo un trabajo sobre la pelota para hacerla más lenta (por ejemplo, aire) el balón se acelerará a medida que cae. En este caso, la ecuación

$$W_{gravity} = -\Delta PE = \Delta KE$$

es equivalente a la instrucción. (Como la energía potencial se hace más negativo, la energía cinética se convierte en más positiva.)