Верна ли теорема работа-энергия для мощности = сила * скорость?

Теорема об энергии работы гласит: «Говорят, что работа выполняется, когда происходит изменение кинетической энергии», т.е. Работа = ∆Кинетическая энергия.

На самом деле теорема более точно формулируется так:

Чистая работа, совершенная над объектом, равна изменению его кинетической энергии .

Обратите внимание на ударение на слове «сеть». Это потому, что работа может быть положительной или отрицательной, и если количество положительной работы, проделанной над объектом, равно количеству отрицательной работы, проделанной над объектом, чистая работа равна нулю, и кинетическая энергия не должна изменяться. Это тот случай, когда скорость объекта постоянна. Согласно первому закону Ньютона, либо на объект не действуют никакие силы, либо суммарная сила нескольких сил равна нулю, что означает, что любая положительная работа, совершаемая силами, равна отрицательной работе, совершаемой другими силами.

Примером может служить автомобиль, движущийся с постоянной скоростью. Положительной работе, совершаемой двигателем, движущим автомобиль вперед, противостоит такая же отрицательная работа, совершаемая диссипативными силами (сопротивлением воздуха, сопротивлением качению шин и т. д.), действующими в обратном направлении, при чистой работе, равной нулю, и изменении кинетическая энергия равна нулю. По сути, вся работа, выполняемая двигателем, рассеивается в виде тепла из-за трения.

Надеюсь это поможет.

Теорема об энергии работы гласит: «Говорят, что работа выполняется, когда происходит изменение кинетической энергии», т.е. Работа = ∆Кинетическая энергия.

Это не очень точное утверждение теоремы о работе энергии. Более правильное утверждение состоит в том, что «чистая работа» равна изменению кинетической энергии:$W_{net}=\Delta KE$

Это важное различие, поскольку термин «сетевая работа» имеет конкретное и очень ограниченное значение:$W_{net}=\vec F_{net} \cdot \vec{\Delta x}_{COM}$где$\vec{\Delta x}_{COM}$это смещение центра масс.

Теперь совершенно законно взять производную по времени от этого, чтобы получить$P_{net}=\vec F_{net} \cdot \vec v_{COM}=\frac{d}{dt}KE$. Это была бы силовая версия теоремы о работе энергии.

Мощность = сила * скорость, где постоянная сила F поддерживает постоянную скорость (преодолевая противодействующую силу). Существование власти подразумевает существование работы.

Здесь вы смешиваете две разные силы. Во-первых, это «чистая мощность» из теоремы о работе энергии. Поскольку существует противодействующая сила, результирующая сила равна нулю, поэтому$P_{net}=\vec 0 \cdot \vec v = 0=\frac{d}{dt}KE$. Так что КЭ действительно постоянна, и объект движется с постоянной скоростью.

Вторая сила — это сила индивидуальной силы. Иногда это называют механической силой или термодинамической работой, в зависимости от контекста и предпочтения автора. Это можно написать$P=\vec F \cdot \vec v$где$\vec F$является индивидуальной силой и$\vec v$это не скорость центра масс, а скорость материала в точке приложения отдельной силы.

В вашем случае индивидуальная сила имеет ненулевую мощность, даже если «чистая мощность» равна нулю. Разница между ними подразумевает, что либо противодействующая сила имеет индивидуальную мощность, равную и противоположную мощности первой силы, либо внутренняя энергия объекта изменяется.