¿Cómo se puede explicar que el trabajo (W) es igual al cambio en la energía cinética (1 / 2mv ^ 2)?

Imagine un objeto con la masa M moviéndose a velocidad = V como se muestra a continuación.

Supongamos que queremos detener el objeto en movimiento. Entonces aplicamos una fuerza F sobre una distancia (S). Calculemos cuánto trabajo se realiza.

Trabajo = (fuerza) (distancia)

[matemáticas] \ por lo tanto [/ matemáticas] [matemáticas] W = (- F) (S) [/ matemáticas]

tenga en cuenta que F es negativo ya que es opuesto a la dirección del movimiento (apuntando hacia la izquierda)

pero [matemáticas] F = ma [/ matemáticas]

[matemáticas] \ por lo tanto [/ matemáticas] [matemáticas] W = (- ma) (S) [/ matemáticas]

pero la ecuación de movimiento de Newton dice [matemáticas] V_ {f} ^ 2-V_ {i} ^ 2 = 2aS [/ matemáticas]

pero [matemáticas] V_f = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ por lo tanto [/ matemáticas] [matemáticas] -V_ {i} ^ 2 = 2aS [/ matemáticas]

o

[matemáticas] a = – \ frac {V ^ 2} {2S} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ por lo tanto [/ matemáticas] [matemáticas] W = (- m) (- \ frac {V ^ 2} {2S}) (S) [/ matemáticas]

o

[matemáticas] W = \ frac {1} {2} mV ^ 2 [/ matemáticas]

notando que la energía cinética es la integral del momento con respecto a la velocidad que podemos integrar desde la velocidad inicial hasta la final y encontrar el cambio en la energía cinética. Luego reorganice una fórmula cinemática para conectar y simplificar para forzar la distancia multiplicada, lo cual es trabajo.

¿Es tan simple:

Trabajar sobre algo es realmente una transferencia de energía entre el sujeto y el objeto de trabajo y;

El cambio puede ser de dos tipos, aumento en KE o disminución en KE. Mientras trabajas en la perspectiva de KE, entonces;

La cantidad de ganancia de KE por el objeto de trabajo es realmente la energía que el sujeto (Doer) transfirió por la forma de trabajo y viceversa para la pérdida.

¡Espero que mi trabajo de respuesta se vuelva igual al cambio en la energía potencial física en ti!

Así es como lo explicaría:
La energía es la capacidad de hacer trabajo. Esa es exactamente la definición que me enseñaron hace más de 35 años. La energía no se crea ni se destruye. Si la energía cinética se reducía, la energía extra funcionaba o se almacenaba como energía potencial.

El trabajo no es necesariamente igual al cambio en la energía cinética. El trabajo realizado en un objeto por cualquier fuerza puede ir a otros tipos de energías. Por ejemplo, al elevar un objeto desde el suelo hacia arriba a velocidad constante, el trabajo realizado por la fuerza de elevación se dirige a aumentar la energía potencial gravitacional del objeto, no la energía cinética.

Los cambios de energía cinética traslacional son consecuencia del trabajo realizado por el componente de la Fuerza NET en la dirección en que se mueve el objeto. Si no hay un componente de fuerza NETO en tal dirección, no hay cambio en la energía cinética.

Recuerde que esta fuerza neta no perpendicular actúa para acelerar el objeto que cambia su velocidad y, por lo tanto, su energía cinética.