Выполняется ли работа при подъеме по эскалатору с той же скоростью и в направлении, противоположном нулевой скорости эскалатора?

Сила приложена к шагу. Вы прикладываете эту силу вниз, и в то же время ступенька движется вниз; работа равна силе, умноженной на расстояние (с коэффициентом направления, который в данном случае примерно равен 1). Таким образом, работа отлична от нуля (и аналогична работе, которую вы выполнили бы, преодолев то же количество ступенек, если бы лифт остановился) ^.

Итак, Рахул проанализировал проблему с точки зрения потенциальной энергии и пришел к выводу, что ваша энергия не меняется (что верно), поэтому, если работа сделана и ваша энергия не меняется, куда она уходит?

Хорошие вопросы. Я рад, что вы спросили.

Усилие от вашей ноги передается на трансмиссию лифтовой системы и снижает нагрузку на двигатель, снижает нагрузку на электрическую систему и, в конечном итоге, снижает потребность в электроэнергии. Энергия кончается в той системе, которая запускала машину в первую очередь.

¹ Если вы вообще в курсе, возможно, вы пытаетесь применить приведенный выше анализ к случаю, когда вы поднимаетесь по лестнице и говорите: «А-ха! Я поймал вас! Ваш анализ не проделал никакой работы при подъеме по лестнице».

Это разумно, за исключением того, что я могу проанализировать работу бедра в этом случае и показать, что поднятие тела — это толкающая работа, а последующий подъем ноги — это тянущая работа. Все выходит.

По сути, вам не хватает того, что вам нужно смотреть на свою ситуацию с точки зрения ступеней эскалатора. Эскалатор «видит», что вы «поднимаетесь» по нему, потому что каждый шаг, который вы делаете, переносит вас на более позднюю ступень эскалатора. Вы не продолжаете приземляться на одну и ту же ступеньку.

На каждую ступеньку эскалатора ногой действует сила. Следовательно, каждая ступенька эскалатора оказывает на вашу ногу равную и противоположную силу. Расстояние, о котором вам нужно беспокоиться, — это не расстояние между вашими ногами и неподвижным первым этажом. Вместо этого вам нужно учитывать расстояние, которое прошла ваша нога при приложении силы к ступеньке эскалатора.

Когда ваша нога впервые касается ступени эскалатора, она находится в точке «А». Усилие прикладывается ногой до тех пор, пока она не достигнет точки «В». Сила была приложена на этом расстоянии «AB». Таким образом, работа явно выполняется, хотя ваша потенциальная энергия по отношению к неподвижному первому этажу не увеличивается. Вы работаете, чтобы сохранить свою потенциальную энергию относительно неподвижного первого этажа, в то время как эскалатор работает против ваших усилий.

Общее изменение потенциальной энергии равно нулю. Но, как вы могли заметить, вы устаете от этого. Это потому, что ты работаешь на эскалаторе.

Если человек стоит на совершенно эффективном эскалаторе без трения, то по мере спуска на нем будет совершаться работа, и эсклатор будет генерировать электричество. Это преобразование потенциальной энергии в электрическую.

Если человек идет вверх, когда эскалатор движется вниз, чтобы сохранить свое положение постоянным, мы получаем, что химическая энергия его пищи превращается в электричество.

Первоначальное значение слова «беговая дорожка» (до изобретения тренажеров) было, по аналогии с ветряными и водяными мельницами, колесом, в которое заставляли карабкаться заключенные, чтобы вырабатывать энергию для промышленности. Были разные конструкции, одна напоминала колесо хомяка. Некоторые другие показаны здесь http://en.wikipedia.org/wiki/Treadmill .

Да, ты прав. поскольку вы находитесь на том же расстоянии над землей, поэтому ваша потенциальная энергия постоянна, поэтому вы не выполняете никакой работы , хотя, если вы были на раме эскалатора, то вы двигаетесь, поэтому работа выполняется в виде кинетической энергии.

Все ответы до сих пор начинались с неверного предположения, что одинаково сложно подняться по движущемуся вниз эскалатору и подняться по стационарной лестнице. Это просто неправда. Правда, вы тратите некоторую энергию, когда эскалатор немного опускает вас, и вам приходится восстанавливать эту потерянную потенциальную энергию (высоту) с каждым шагом. Но если бы вы могли удерживать большую часть своей массы в постоянном положении и просто шевелить ногами и ступнями, вы обнаружили бы, что усилия намного меньше.

Да, если бы вы были подвешены на ремнях, как болтающаяся марионетка, и просто передвигали ноги по ступенькам. На самом деле вас давит нисходящий эскалатор. Таким образом, вы опускаете эскалатор вниз с силой, равной вашему весу, умноженному на высоту ступеньки. Это сбивает с толку, потому что эскалатор в любом случае движется с той же скоростью, но только потому, что регулятор скорости двигателя увеличивает электромагнитное торможение, чтобы замедлить механизм, чтобы вы не закончили, как та кучка русских футбольных хулиганов в том вирусном видео на YouTube. Либо так, либо трение в ступенчатой ​​цепи превышает ваш вес, и вы уменьшили нагрузку на двигатель, чтобы вращать его.