Arbete, energi
Jag har lite problem att förstå principen om arbete. I fysiken definieras arbetet på ett objekt som
där F verkar i samma riktning som objektets förflyttning (s). Man kan också säga att om ett arbete uträttas på ett objekt, så kommer objektets totala energi att förändras,
Nu till mitt problem: Vi antar att ett objekt faller från en viss höjd över jordytan och ända ner till marken. Om man försummar luftmotstånd så kommer den mekaniska energin att vara konstant; all potentiell energi som fanns lagrad i objektet har omvandlats till en lika stor mängd rörelseenergi precis innan objektet nuddar marken. Alltså har den mekaniska energin inte ändrats, d.v.s. . Således har det inte skett något arbete på objektet (W = 0 J).
Men vad är det som överhuvudtaget gör att objektet faller ner mot marken. Jo det är ju tyngdkraften och tyngdkraften verkar på objektet så att objektet faller en viss sträcka som är lika med höjden. När en kraft verkar en viss sträcka på ett objekt så sker ett arbete och i vårt fall blir det där s = höjden som objektet släpptes från. Alltså har ett arbete uträttats på objektet. Men enligt det förra stycket var arbetet W = 0 J. Det går ju inte ihop?!? Varför blir det så?
När man tittar på tittar man på hur mycket energi som har omvandlats.
Jag frågade min lärare och hon sa att betecknar förändringen av den totala energin hos ett objekt. Om vi t.ex. har en låda som ligger på marken och vi puttar på lådan med en kraft så att det orsakar en förflyttning så "lägger vi till" energi till lådan, och denna energi synliggörs i form av att lådan får en rörelseenergi
Ja, men den energin kommer ju någonstans ifrån från början, eller hur?
Ja personen som puttar lådan bidrar med kemisk energi. Men om vi tittar på lådan så har den först 0 J i rörelseenergi och när vi har puttat den ett tag så har dess rörelseenergi ökat, säg 10 J. Jämför vi nu detta med ett objekt som faller från en viss höjd, så kan vi anta att objektets potentiella energi är 30 J och precis innan det nuddar marken är rörelseenergin 30 J. Ser du skillnaden? I det första fallet ökar den totala energin till 10 J medan i det andra fallet är den totala energin konstant.
Lådans rörelseenergi har ökat, ja. Men det har fortfarande skett en omvandling av energi som motsvarar 10 J. Samma sak gäller för det som faller. Om den hade 30 J potentiell energi och i slutet har 30 J rörelseenergi har det skett en omvandling på 30 J.
Inte enligt Khan Academy...
Om ett objekts interna energi ökar så har ett arbete på objektet skett.
Den interna energin hos objektet består av 30 J och det är först 30 J potentiell energi. Detta omvandlas sedan till 30 J kinetisk energi. Alltså förändras inte den interna energi och då är alltså arbetet W = 0 J
