¿Cómo la energía cinética no viola la Ley de Conservación de Energía?

Sahal tiene razón, pero desearía que lo explicara mejor.

La energía cinética depende del marco de referencia. Sin embargo, debido a que las leyes de la física deben tener sentido independientemente del observador, ¡el hecho de que la energía cinética permanezca conservada es independiente del marco de referencia!

Esa es la diferencia. Esto es algo clave en la Relatividad general, donde nos cuesta hablar de absolutos (y esto arruina a muchas personas que comienzan con esto).

El ejemplo obvio es hablar sobre una colisión frontal en un marco de CoM y un marco de descanso de una de las partículas. En este caso, si calcula las matemáticas, encontrará que la diferencia entre los dos cuadros es una conservación de la ecuación del momento en la que se coloca. Esto es lo que quiere decir Sahal cuando habla sobre el componente de tiempo del momento 4- vector. Debido a que la longitud de este 4-vector permanece invariable, si cambiamos el impulso (al cambiar los marcos), la energía cambia, pero la conservación aún se respeta.

Gracias por la A2A
Como otros han señalado, la conservación de la energía es independiente del marco y si uno tiene que aplicarlo a través de los marcos, entonces ambos marcos deben considerarse con respecto a otro marco de referencia, de modo que se tenga en cuenta la energía que poseen los dos ‘marcos’. . Tome su propio ejemplo: cuando comienza a moverse a la velocidad del cuerpo, usted mismo adquiere energía cinética con respecto al marco ‘terrestre’ u otra forma de verlo es que, aparte de usted y el cuerpo, el resto del universo acaba de ganar energía cinética en virtud de su movimiento con respecto a usted.
Es importante tener en cuenta que si bien la energía siempre se conserva, no siempre se ve de la misma forma en diferentes marcos. Lo que se puede percibir como energía cinética en un cuadro puede mostrar una energía potencial en otro caso (como sucede en su ejemplo).

Me gustaría aclarar la respuesta de Sahal. Una cantidad conservada es la cantidad que no cambia con el tiempo. Una cantidad invariante es la cantidad que no depende del marco de referencia.

Ejemplos:

  • Cantidades conservadas: energía, impulso.
  • Cantidades invariantes: masa invariante, longitud espacio-tiempo, producto de punto de Minkowski de dos 4 vectores relativistas.

Cuando cambia el marco de referencia, la energía y el momento, que no son invariables, cambian; sin embargo, permanecen conservados dentro de cada marco de referencia.

En la mecánica newtoniana, la energía cinética depende del marco de referencia, sin embargo, según el enfoque relativista, la energía cinética es independiente del marco de referencia.

En el enfoque newtoniano, no se puede decir que el sistema no posee energía cinética. El sistema posee energía cuando se ve desde un determinado marco estacionario. La conservación de la energía no está siendo violada. Porque en otro marco el sistema tiene velocidad relativa cero no significa que tenga energía cero.

La conservación de la energía se aplica a los sistemas, no a los objetos. Su sistema debe incluir todos los elementos del problema. Una vez que te incluyas a ti mismo y a tu nave espacial en tu sistema junto con tu “cuerpo” espacial, notarás que la energía cinética que agregaste proviene de la energía potencial en tu combustible, que es parte de tu sistema, y ​​que la suma total de tu La energía del sistema no ha cambiado.

Si usted mismo se está moviendo, entonces el suyo es un marco no inercial y debe considerar la pseudo fuerza que actúa sobre el objeto. Esta fuerza indicará la energía cinética que se “perdió” cuando su marco comenzó a moverse.

No, no viola.

Nadie viola la ley.

Cuando te mueves con el objeto, también posees energía cinética. Como está tomando un punto de referencia que viaja a la misma velocidad, el objeto PARECE estacionario. No es estacionario. Siempre posee energía cinética.

Mientras estás de pie, posees mucha energía cinética porque estás viajando en el espacio a gran velocidad en la tierra. Pero en los cálculos, lo consideramos en reposo ya que no se está moviendo con referencia a otro objeto estable en la tierra. Por lo tanto, suponemos que no posee energía cinética.

La ley es la ley.

La energía cinética no se define con respecto a ningún objeto.
Matemáticamente, Ek = [1] [/ 2] mv ^ 2 donde m es la masa del cuerpo y v es la “velocidad” del centro de masa y no la velocidad del cuerpo con respecto a cualquier otro cuerpo. La velocidad no tiene dirección. Es una cantidad escalar.
Cuando usted y el otro cuerpo se mueven a la misma velocidad en la misma dirección, ambos tienen la misma “velocidad”. La energía cinética podría ser diferente dependiendo de la masa.

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