Работа, совершаемая трением по замкнутому пути

Я застрял, думая о работе, проделанной неконсервативными силами. Это зависит от пути.

Рассмотрим пример.

Грузовик трогается с места, и на нем держится блок. Некоторое время он разгоняется, затем водитель притормаживает, и грузовик останавливается. Во всем этом процессе блок движется вместе с грузовиком. Какую же работу совершает трение о брусок?

Это принудительное смещение времени? Или оно равно нулю, поскольку изменение кинетической энергии за этот период времени равно нулю?

Ответы (2)

Краткий ответ: это ноль.

Длинный ответ:

Предположим, вы находитесь в системе отсчета дороги (т.е. вы стоите на дороге), тогда система представляет собой грузовик + блок.

Вы наблюдаете, как они оба движутся, теперь внимательно смотрите, как трение удерживает блок на грузовике, направляя себя в прямом направлении, используя третий закон Ньютона, на грузовик действуют равные и противоположные силы. Таким образом, работа, совершаемая трением над всей системой, равна:

Вт ф "=" Вт ф   о н   б л о с к + Вт ф   о н   т р ты с к
Вт ф "=" ( Ф ф   о н   б л о с к + Ф ф   о н   т р ты с к ) г
Ф ф   о н   б л о с к "=" Ф ф   о н   т р ты с к
Вт ф "=" 0 ( о н   т час е   с у с т е м )

Теперь предположим, что вы находитесь на смещении блока грузовика в вашей системе отсчета, блок неподвижен, поэтому работа, выполняемая трением, равна нулю.

{Примечание: изменить систему отсчета в неинерциальной системе отсчета непросто}

Согласно теореме об энергии работы, чистая работа, совершаемая над объектом, равна изменению его кинетической энергии. Поскольку блок начинается и заканчивается в состоянии покоя, его изменение кинетической энергии равно нулю. Следовательно, чистая работа, совершаемая на блоке силой трения покоя, равна нулю.

Когда грузовик разгонялся, работа трения была положительной, что давало ему кинетическую энергию, поскольку сила была направлена ​​в том же направлении, что и смещение блока. Во время торможения работа трения была отрицательной, забирая равное количество кинетической энергии, поскольку сила была в направлении, противоположном смещению.

Надеюсь это поможет