vojko napisal/-a:To, kar sprašuje derik.
Torej
derik sprašuje:
No, saj ravno v tem je zanimivost Vojkovega vprašanja, da namreč predmet, ki drži utež, morda opravlja neko delo, čeprav se utež sama ne dviga (saj to, da je pozabil na pot, je bilo očitno samo lapsus). Mišica in elektromagnet rabita energijo že za samo vzdrževanje sile, brez premikanja uteži (drugo vprašanje pa je, kolikšen del te energije je odvisen od teže uteži). Permanentni magnet ima določeno energijo (lahko tudi dvigne košček železa, ne samo drži) in vprašanje je, ali se mu ta spreminja zaradi obešenega koščka železa. Se bo, recimo, kaj prej razmagnetil?
Če nek predmet rabi/troši energijo za to, da drži določeno masno točko v
statičnem ravnovesju ("celoten opazovalni sistem miruje, ob tem pa se ne gibljejo niti posamezni sklopi sistema sorazmerno eden na drugega." (Wikipedija)) bo prišlo do spremembe v energijskem stanju sistema glede na "pred obešanjem uteži in po obešanju uteži". Glede na to in naslednje:
če obravnavamo
kinetično energijo:
\(W = \Delta E_k = E_k_2 - E_k_1 = \frac{1}{2} m (v^2_2 - v^2_1)\)
ali če obravnavmo
potencialno energijo:
\(W = \Delta E_p = E_p_2 - E_p_1 = mg (h_2 - h_1)\)
ali če obravnavamo
prožnostno energijo:
\(W = \Delta E_p_r = E_p_r_2 - E_p_r_1 = \frac{1}{2} kx^2_2 - \frac{1}{2} kx^2_1\) (pri vzmeteh je potrebno paziti na to, da je potrebna uporaba integralnega računa)
in pa
"najpomembneje":
\(\frac{1}{2} mv^2_1 + mgh_1 = \frac{1}{2} mv^2_2 + mgh_2\)
lahko izračunamo delo (W) takšnega sistema.
Shrink je že omenil krčenje in raztegovanje mišic. Pri tem prihaja do "spreminjanja" energije sistema, torej lahko izračunamo delo te roke tudi na osnovi sprememb energijskih stanj sistema.
Reciva, da je najin opazovalni sisitem "roka/utež". Pred obešanjem uteži na roko je energija - opazujva sistem da imaš roko naravno spuščeno ob telo, pač tako kot "mirno/vojaško" stojiš - enaka
\(E_p_1\). V tem stanju smo tudi določili
\(h = 0\) Ko na roko obesiš določeno masno točko bo ta zaradi
\(mg\) potegnila roko za določen
\(h (\Delta h)\) proti središču Zemlje. Prišlo je do spremembe energijskega stanja sistema in smo dobili
\(E_p_2\). Da bi stvar ostala v statičnem ravnovesju (
derik pravi, da se utež ne premika) je potrebno utež "vrniti" na izhodišče
\(h = 0\). Naprej je stvar sila preprosta. Imamo silo
\(mg\), imamo pot
\(\Delta h\), torej imamo delo (W).
Sicer spet nekaj matematike, ampak brez nje ne gre.