Работа, проделанная консервативными и неконсервативными силами

Работа, совершаемая консервативными силами, превращает один вид механической энергии в другой. Правильно ли предположить, что работа, совершаемая неконсервативными силами, изменяет один вид энергии на другой, например, из внутренней энергии в вид механической энергии или наоборот?

Также рассмотрим ситуацию, когда объект перемещается вверх (случай 1) и вниз (случай 2) со стола на пол. Теперь, какова роль работы двух сил (консервативной (гравитации) и неконсервативной (нас)) в каждом случае?

Насколько я понимаю, консервативные силы не могут изменить чистую энергию системы и только консервативные силы могут вызвать изменение потенциальной энергии системы, тогда как изменение кинетической энергии может быть вызвано как консервативными, так и неконсервативными силами.

В случае 1, когда мы перемещаем объект вверх, система (объект и земля) получает потенциальную энергию, и эта энергия поступает от нас. Теперь работа, совершаемая нами, вызывает переход химической энергии от нас в кинетическую энергию, а работа, совершаемая силой гравитации, превращает эту кинетическую энергию в потенциальную энергию, так что Δ К "=" 0 . Кроме того, изменение химической энергии в нас будет больше, чем энергия, переданная системе, поскольку некоторая химическая энергия преобразуется внутри нас в тепло, и это не может быть восстановлено. И в этом случае не происходит изменения внутренней энергии системы (или возможна ли совершенная нами работа перевести часть нашей химической энергии во внутреннюю энергию системы?).

В случае 2, когда мы перемещаем объект вниз, потенциальная энергия уменьшается, и мы не получаем эту энергию. Работа, совершаемая силами гравитации, преобразует потенциальную энергию в кинетическую энергию, а работа, совершаемая нами, преобразует эту кинетическую энергию (и часть нашей химической энергии) во внутреннюю энергию системы (и нас), так что Δ К "=" 0 . Здесь увеличение внутренней энергии системы равно уменьшению ее потенциальной энергии (или больше его, если совершаемая нами работа также переводит часть нашей химической энергии во внутреннюю энергию системы).

Это правильно? Никто не объясняет это таким образом. Поправьте меня если я ошибаюсь.

Похоже, вы больше спрашиваете об учете всех различных типов энергии в системе, а не о роли консервативных и неконсервативных сил. Когда мы говорим, что изменение кинетической энергии равно произведенной чистой работе, мы просто говорим о работе, совершенной над объектом. Другими словами, есть разница между рассмотрением работы, которую неконсервативная сила совершает над объектом, и тем, откуда берется энергия на биологическом уровне для обеспечения этой энергии. Конечно, всю энергию можно учесть, но то, как мы это делаем, похоже, и является предметом вашего вопроса.
Это правильно? случай 1: «работа, совершаемая нами, вызывает переход химической энергии от нас в кинетическую энергию, а работа, совершаемая силами гравитации, превращает эту кинетическую энергию в потенциальную энергию, такую, что K=0» случай 2: «работа, совершаемая сила гравитации преобразует потенциальную энергию системы в ее кинетическую энергию, а совершаемая нами работа преобразует эту кинетическую энергию (и часть нашей химической энергии) во внутреннюю энергию системы (и нас), так что ΔK=0"
Может ли совершенная нами работа перевести часть нашей химической энергии во внутреннюю энергию (тепло) системы? @Aaron Stevens Правильно ли я понимаю роль работы, проделанной силами? Правильно ли я понимаю изменения энергий?
ОП писал (v5): Только консервативные силы могут изменить потенциальную энергию системы. Это неправильно.
@Qmechanic Можете ли вы привести пример?
Если перемещать объект вверх/вниз с неконсервативной силой, это приводит к изменению его потенциальной энергии, чего могло бы не произойти, если бы его не двигали :)
@Qmechanic Хорошо, ты прав. Но я не это имел в виду. Наверное, я выбрал не те слова, чтобы отразить свое понимание. Определенно необходим внешний фактор, чтобы инициировать процесс, будь то свободное падение или кто-то, кто держит объект и перемещает его. (Если я сдвинул объект горизонтально со стола и позволил ему свободно упасть, это не значит, что я вызвал изменение потенциала, потому что без меня этого бы не произошло.) Я имел в виду, что потенциальная энергия возникает благодаря положение от источника, создающего консервативную силу, действующую на объект.
Потенциальная энергия может быть связана только с консервативными силами. Таким образом, если происходит изменение PE, консервативная сила совершает некоторую работу. Неконсервативная сила также может совершать работу во время этого изменения. Но обозначать одну из них как «причину» не очень полезно и не имеет четкого определения. Зависит от того, как вы видите «причину».

Ответы (2)

Я думаю, что математический подход может помочь вам.

Изменение потенциальной энергии системы определяется как отрицательная работа, совершаемая внутренними консервативными силами системы.

г U с у с т е м "=" − г Вт я н т , с о н

Теорема о работе-энергии утверждает, что

г Вт т о т а л "=" г К с у с т е м

В системе могут присутствовать внутренние и внешние силы, тогда

г Вт т о т а л "=" г Вт я н т , с о н + г Вт я н т , н о н − с о н с + г Вт е Икс т е р н а л

Дальнейшее упрощение этого уравнения

г Вт т о т а л "=" − г U с у с + г Вт я н т , н о н − с о н с + г Вт е Икс т е р н а л

Из приведенного выше уравнения сразу следует, что

г Вт я н т , н о н − с о н с + г Вт е Икс т е р н а л "=" г U с у с т е м + г К с у с т е м

Мы знаем, что р ЧАС С приведенного выше уравнения есть не что иное, как г Е м е с час а н я с а л ,затем

г Е м е с час а н я с а л "=" г Вт я н т , н о н − с о н с + г Вт е Икс т е р н а л

Теперь ясно, что только работа внутренних неконсервативных и внешних сил может изменить механическую энергию системы.

Как гласит расхожая фраза: «Энергия не может быть создана или уничтожена». Так что все, что вы действительно можете иметь, это просто изменение форм энергии. Хотя это просто ограничено различными определениями, которые мы можем придумать. В конце концов, энергия — это просто способность чего-то совершать работу, то есть способность этого предмета прикладывать некоторую силу на некотором расстоянии. Таким образом, «преобразование» энергии, я бы сказал, больше для удобства нашего понимания с нашими различными классификациями энергии, чем для того, чтобы иметь разные вещи на фундаментальном уровне.

Что касается сценария с коробкой, давайте упростим его и скажем, что у нас есть только 2 силы: гравитация (консервативная) и моя направленная вверх сила (неконсервативная). Или, может быть, мы уроним коробку при наличии большого сопротивления воздуха. Работа обеих сил находится одним и тем же способом, просто складываем (интегрируем) все Ф ⋅ г Икс по пути путешествия. Мы определяем эти силы по-разному только потому, что полезно использовать потенциальную энергию. Работа, совершаемая неконсервативной силой, зависит только от природы силы, и она, скорее всего, рассеет энергию, как вы сказали, во «внутреннюю энергию». Это можно увидеть, если мы опускаем коробку с постоянной скоростью. Если это так, то чистая проделанная работа равна 0, но мы все равно теряем потенциальную энергию. Итак, если мы хотим посмотреть, «куда ушла энергия», то да, это во «внутренней энергии», переданной в виде тепла (или вы можете обратиться к биологии мышц, выполняющих работу). Но в конце концов работа, проделанная всеми силами, может быть найдена таким же образом, просто иногда мы можем определить вещи, чтобы облегчить себе жизнь.

Работа, проделанная консервативными и неконсервативными силами
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v