Чистая работа, совершенная над телом, когда мы поднимаем его и кладем на стол, равна нулю?

Вы проделали чистую работу над телом. Гравитация совершала отрицательную чистую работу над телом. Общая проделанная работа была равна нулю. Первоначальная путаница возникла из-за того, что теорема о работе-энергии требует, чтобы мы вычисляли изменение кинетической энергии, используя результирующую силу, действующую на тело, но ваш вопрос учитывал только силу, действующую с вашей стороны, и игнорировал силу гравитации.

Если тело имеет массу$m$, вы прикладывали силу$mg$на нем, чтобы поднять его с постоянной скоростью. Теорема о работе и энергии гласит, что если бы вы сделали это, когда на тело не действовали другие силы, то тело приобрело бы кинетическую энергию.$mgh$как вы перенесли его с пола на стол.

Однако этот анализ игнорирует гравитацию. Гравитация с силой обрушила коробку$-mg$. Это означает, что работа силы тяжести была$-mgh$, поэтому общая работа, проделанная над ящиком, равна нулю. Это имеет смысл, потому что если вы поднимаете коробку с постоянной скоростью, результирующая сила, действующая на коробку, равна нулю на$F = ma$.

Если коробка сначала неподвижно стоит на полу, то над коробкой должна быть проделана небольшая сетевая работа, чтобы она начала подниматься. На нем должна быть небольшая отрицательная сетевая работа, чтобы остановить его.

Чтобы ответить на такой вопрос, необходимо определить рассматриваемую систему.

Система - только тело
Восходящая сила$F$поднимает тело на вертикальное расстояние$h$.
Две внешние силы, действующие на тело, называются силой$F$и вес камня$W=mg$.
Чистая работа, совершенная над телом, равна$(F-W)h$и это равно изменению кинетической энергии тела, которое равно нулю, если две внешние силы равны по величине.

Система - тело и Земля
Единственная внешняя сила$F$и пусть эта сила имеет ту же величину, что и вес тела.
Эта единственная сила$F$не может отодвинуть тело дальше от Земли.
Все, что может сделать сила, это переместить центр масс тела и системы Земли.
Чтобы разделить тело и Землю две силы величины$F$но противоположное по направлению должно действовать на тело и Землю.
Поскольку масса Земли намного больше массы тела, смещение Земли относительно центра масс Земли и системы тел очень мало по сравнению со смещением тела.
Работа, совершаемая внешними силами на Земле, пренебрежимо мала по сравнению с работой, совершаемой над телом.
Работа, совершаемая внешними силами над Землей и системой тел, равна$Fh$.
Увеличение гравитационной потенциальной энергии системы равно$Fh$который$mgh$.

Что часто не принимается во внимание, так это то, что именно тело и земная система обладают гравитационной потенциальной энергией, а не только тело.
В результате того, что масса Земли намного больше массы тела, движение Земли всегда намного меньше движения тела, и поэтому движение (изменение кинетической энергии) Земли игнорируется. (предполагается пренебрежимо малой) по сравнению с движением (изменением кинетической энергии) тела.

Не усложняйте себе задачу. Чистая проделанная работа — это простой термин, который означает передачу энергии для выполнения определенной работы (где энергия передается, а не преобразуется в свою первоначальную форму). В приведенном выше случае энергия передается, а затем преобразуется в его первоначальная форма (другая, например, «ВЕСНА»).

Работа есть, потому что коробка переносится с одного места на другое, а это значит, что происходит смена положения.