Мужчина поднимается с земли на второй этаж по лестнице/лестнице. Предположим, что его кинетическая энергия не изменится заметно. Предсказать знак работы, выполненной лестницей (если есть).
Я думаю, что ответ должен быть «положительным», потому что отрицательной работе силы тяжести необходимо противодействовать, и, следовательно, какой-то внешний агент должен совершать над нами положительную работу.
Но есть вторая мысль. Так как в каждый момент нормальная реакция перпендикулярна направлению движения (в случае лестницы) (движение есть подъем ноги), то совершенная работа должна быть равна нулю. Но тогда возникает вопрос - кто противостоял гравитации?
Я запутался между ними. Оба звучат многообещающе, но не идеально.
Лестница (или лестница) вообще не работает. Причина того же в том, что лестница (или лестница) воздействует на наши ноги только тогда, когда наши ноги находятся в прямом контакте с лестницей (или лестницей). Таким образом, точка приложения силы вообще не перемещается во время приложения силы. Таким образом, чистая работа, совершаемая лестницей (или лестницей), равна нулю, поскольку точка приложения силы не смещается. Как только происходит смещение, сила перестает действовать мгновенно.
Теперь перейдем к вопросу «кто тогда работал?». Это ваше тело проделало работу своими мышечными силами, используя (био)химическую энергию. В случае, когда вас поднимает эскалатор или лифт, точка приложения силы перемещается в направлении действия силы (вверх), и, таким образом, работа, необходимая для противодействия работе силы тяжести, выполняется лифтом (или эскалатор). Конечно, эта энергия исходит от электричества, используемого для работы лифта (или эскалатора), и, по сути, электричество выполняет работу вместо вашего тела, давая вам отдых и комфорт!
Лестницы/лестницы не работают. Человек прикладывает силу к лестнице, но пока лестница не движется, передача энергии не происходит. Работа равна силе, умноженной на расстояние, и в этом случае расстояние равно 0.
Другое дело, если бы лестница деформировалась. Тогда энергия будет вкладываться в лестницу по мере ее движения. Большая его часть будет возвращена, когда вес будет поднят, поскольку лестница в основном будет действовать как пружина, но некоторая часть также будет поглощена и превращена в тепло, поскольку всегда есть некоторое демпфирование и потери.
Я согласен с Dvij, лестница не работает, это ваши мышцы делают работу, когда вы поднимаетесь по лестнице. Мышцы обычно работают, когда сокращаются. На каждом конце они прикреплены к костям. Предположим, что в данный момент кости (к которым прикрепляется данная мышца) не хотят сближаться. Мышца, «включаемая» вашими нервами, может генерировать достаточное напряжение, чтобы преодолеть нежелание костей двигаться. Предположим, что требуемое напряжение равно T, и кости двигаются так, что мышца сокращает свою длину на L. Тогда мышца выполнила работу TL.
Удивительно, как тело устроено так, что может поднять вас наверх, просто сокращая и расслабляя мышцы в правильном порядке. Конечно, когда мышца «выключается» — фаза расслабления — она ослабевает и может быть восстановлена до своей первоначальной длины без приложения силы (или незначительной).
Сартак123
JMac
бдсл