Hay una manera simple de mostrar esto, con solo un poco de álgebra. Para demostrar que el trabajo realizado (energía cinética) es igual al aumento de la energía potencial, cambie el escenario: El trabajo ganado (aumento en KE) es igual a la disminución de PE, ya que un peso de masa m cae una altura de h. Sabemos que KE = 1/2 * m * v ^ 2 y que, a medida que cae un objeto, en cualquier punto en el tiempo su velocidad es g * t (suponiendo que comienza desde el reposo). Además, dado que su velocidad aumenta a una velocidad constante (g), su velocidad promedio (v (promedio)) durante un intervalo de tiempo t será 1/2 * g * t, lo que significa que habrá caído una distancia h en un tiempo t = h / v (promedio), entonces h = v (promedio) * t, o h = 1/2 * g * t ^ 2. Insertar en mgh (PE) da 1/2 * m * g * g * t ^ 2 = 1/2 * m * (gt) ^ 2 = 1/2 * m * v ^ 2, donde v es la velocidad terminal ( después de caer una altura h). Por lo tanto, mgh = 1 / 2mv ^ 2, o cambio negativo en PE es igual a cambio positivo en KE (igual que el trabajo ganado).
¿Por qué el trabajo realizado (en física) es igual a la energía potencial (mgh)?
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‘Trabajo’ se define como ‘fuerza x distancia movida (en la dirección de la fuerza). La energía se define de tal manera que siempre que el objeto A trabaje en el objeto B, una cantidad de energía, ΔE, se transfiere de A a B, que es igual al trabajo realizado.
Entonces, WD = F xd, y Δ E = WD.
Estas fórmulas se aplican a todas las transferencias de energía, y en el caso de objetos en un campo gravitacional uniforme, g, WD = F xd = mg x h. Cuando este trabajo se realiza en un objeto, que solo lo eleva, lejos de la tierra, pero no le da KE, entonces la energía transferida a él solo puede ser GPE. Asi que, por lo tanto; ΔGPE = mgh, donde Δ significa ‘un cambio finito en’. Esta fórmula siempre se aplica en un campo gravitacional uniforme.
Escuche, el trabajo es fuerza. Distancia iew = Fd = mgh = F. distancia h, porque Mg = F, entonces w =
mgh = PE
Esto es energía para los tontos. Se basa en F = ma, que probablemente no suene fuera de un marco idealizado.
Multiplique ambos lados por h, para obtener Trabajo a la izquierda y Energía potencial a la derecha. Sustituya a por g y ya está.
Estos son realmente solo conceptos. Si la altura de su objeto vuelve a cero, entonces la energía potencial va a la energía cinética (mv ^ 2/2). Este último contiene el cuadrado de una velocidad relativa, por lo que depende del marco. No es algo absoluto. La energía potencial está vinculada a la gravedad newtoniana, que probablemente sea defectuosa.
La forma en que ahora pienso en la energía potencial es en términos de un intercambio de energía cinética entre el marco interno y externo. En otras palabras, una partícula no gana ni pierde energía, sino que simplemente pasa de ser explícita a implícita y viceversa.
Cuando trabajas, le das algo de energía.
Por lo tanto, cuando se trabaja en elevar algo, se gana energía potencial.
Usted sabe que tiene energía potencial porque tan pronto como lo suelta, se va al suelo, o en otras palabras, comienza a moverse tan pronto como lo deja, lo que significa que tiene energía esperando a ser liberada, es decir, potencial.
Tomó trabajo llegar a esa altura, y una vez que llegó allí, claramente ganó energía potencial.
Porque ambos representan lo mismo, que es energía. Entonces, cuando esa energía cambia de forma, las haces iguales entre sí. Porque cuando esta parte (digamos la parte izquierda) pierde energía, esa energía perdida pasa a la otra parte (parte derecha), porque la energía no puede desaparecer simplemente así.
Mira el video para la respuesta.
El trabajo realizado por la fuerza gravitacional es la fuerza misma, [matemáticas] mg [/ matemáticas], multiplicada por el desplazamiento en la dirección de la fuerza, [matemáticas] h [/ matemáticas].
De acuerdo con la respuesta de Stuart Aitken, abajo.
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