工作
- 功的定义是
当外力使物体移动一定距离时所传递的能量
- 如果力是平行对于物体的位移方向,所做的功可以用公式计算:
ΔW=FΔ年代
- 地点:
- ΔW=工作量变化(J)
- F平均施加力在运动方向上(N)
- 年代=位移(m)
- 力在运动方向上意思是当一个力以一个角度施加时组件在运动方向上是用来计算的,而不是整个力
- 在下面的图表中,人对物体的推力在向物体传递能量时做功
当一个力使物体移动一段距离时就做功了
- 推木块时,对摩擦做功给盒子运动的动能
- 动能转化为其他形式的能量,如热能和声能
- 通常,如果一个力起作用在一个物体移动的方向就是这个物体移动的方向获得能量
- 如果力作用在相反运动方向,那么物体就会失去能量
用一定角度的力计算
- 有时物体的运动方向与力的方向不平行
- 如果力与物体的位移成θ角,所做的功计算为:
W=Fs因为θ
或
W = Fs sin θ
- 在哪里θ力的方向和运动的方向之间的角度是多少
- 当力和水平的夹角是夹角时,用余弦
- 当夹角在力和垂直线之间时,用正弦
- 所需要的组件就是它本身与位移平行
当力呈一定角度时,所做功只考虑力在运动方向上的分量
工作的例子
该图显示的是一个重量为2.5 × 10的桶3.N在与水平倾斜40°的无摩擦斜坡上。
对桶施加一个力,使其以恒定的速度沿斜坡向上移动。力与斜率平行。
将木桶沿斜坡向上移动6.0米所做的功是多少?
第一步:写出题目中已知的值
-
- 向下的力,F= 2.5 × 103.N
- 斜率角,θ= 40o
- 位移,年代= 6.0米
第二步:通过解力求运动方向上的力
-
- 画一个图,表示重物向下作用
- 将权重分解为两个组件
- 第一个分量平行于斜率-与运动方向相同;这是W罪θ
- 第二个与斜率成直角,表示正常的反作用力(这个分量,W因为θ在这个答案中不使用)
沿斜坡作用的力,F = wsin (40) = 2.5 × 103.× sin (40) = 1 607 N
第三步:写出所做功的方程,代入值
ΔW = FΔs = 1 607 × 6.0 = 9642
第四步:给出正确的有效数字的数量和单位
ΔW = FΔs = 1 607 × 6.0 = 9.6 × 103.J
考试技巧
一个常见的考试错误是选择不正确的力,不平行于一个物体的运动方向。
为了找到正确的平行分量,你可能必须首先解析力向量。
施加的力不必须与运动方向相同,如工作示例所示。事实上,在大多数情况下,我们以一定的角度施加一个力来移动某物,因为这样我们就不必弯下身子去面对我们所拉或推的东西的高度!