En primer lugar, la pregunta contiene un error. Imprimir ese error te daría puntos extra conmigo si fuera tu maestro.
El error es que el cambio de energía potencial gravitacional es positivo, lo que significa que estas formas de energía deben haber aumentado. Esto en sí mismo es posible, pero solo cuando el trabajo útil es igual a la suma del aumento de la energía potencial y la energía cinética, lo cual no es el caso porque la cantidad de trabajo útil es solo alrededor de una cuarta parte de la suma del aumento del potencial y la cinética. energía.
El error es que el ejercicio debería haber mencionado que el valor absoluto del cambio fue el citado. Por supuesto, podemos detectar de inmediato que el signo del cambio de energía potencial es correcto, porque se afirma que el ciclista se está moviendo cuesta arriba. Por lo tanto, el cambio en la energía potencial debe ser realmente positivo. Aún así, la cantidad de trabajo útil realizado (también positivo) es solo la mitad del aumento en energía potencial. La diferencia debe haber sido compensada por una disminución en la cantidad de energía cinética del ciclista. Entonces el cambio debe ser negativo.
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Entonces ahora tenemos potencial +1170 J y cinética -1240 J. La diferencia en la suma de la energía cinética y potencial, que debería ser cero en un sistema sin fricción y no impulsado por un ciclista es la suma de los cambios con signo, que es + 1170–1240 = -70 J, disminución de setenta julios. En caso de que el ciclista mantuviera sus piernas quietas, debe haber perdido 70 julios por la fricción. Pero el ejercicio afirma que el “trabajo útil” ejercido por el ciclista fue la friolera de 600 J.
Ahora no sé qué idiota inventó el término “trabajo útil” porque en mi libro el trabajo útil significaría el trabajo realizado que conduce a la energía recuperable, como la energía cinética y la energía potencial, o la energía química en una batería. Esa definición no encaja aquí, porque el trabajo útil realizado en mi definición solo puede ser +70 J, para compensar el trabajo contra las fuerzas de fricción, sin embargo, el trabajo útil fue 600 J, por lo que la malla no encaja bien entre sí . Por lo tanto, el término “trabajo útil” debe incluir el trabajo contra la fricción, que también podría haberse denominado “trabajo”. Ahora vemos que de esos 600 J, 70 deben haberse gastado para compensar el cambio negativo en la suma de la energía cinética y potencial. El resto, exactamente 530 J, por lo tanto, debe haberse gastado contra la única otra fuerza de absorción de trabajo junto a la gravedad: la fricción.