作用在物体上的力和物体沿力的方向通过的距离是做功的两个必要因素。
当一个力作用在一个物体上,并使其沿力的方向通过一段距离时,在力学上说,该力对该物体做了功。做功是一个能量从一种形式转化为另一种形式的过程。自然界中不同形式的能量对应着不同形式的运动:物体的运动有机械能,分子的运动有内能,电荷的运动有电能,原子核内部的运动有原子能,等等。
物体受到一个力的作用,但没有通过距离,这个力对物体不做任何工作。例如,一个人推着一辆大卡车,但没有推动它;一个人拿着一袋大米站着不动,没有任何力量对物体做任何事情。不同形式的能量可以相互转化。摩擦生热是通过克服摩擦做功,将机械能转化为内能;水壶里的水沸腾时,蒸汽对壶盖做功,掀开壶盖,说明内能可以转化为机械能。
做功是指在物理学中,当一个力作用于一个物体并使其移动时,将该力所含有的能量转化为物体动能的过程。根据经典力学的定义,如果一个力作用在物体上,并且物体在这个力的方向上移动了一段距离,那么这个力就被认为是对物体做了功。功的大小可以通过力的大小和物体移动的距离相乘来计算,即(W=Ftimesx)。这里的(W)表示功,(F)表示作用在物体上的力,而(x)表示物体在力的方向上移动的距离。
功是标量,不存在方向问题,但有正负之分,当90°<α<180°时,cosα<0,所以W<0,这就是力F做负功的情形。此时力F的方向或力F在位移方向的投影与物体运动的方向相反,力F是阻碍物体运动的力(力F也称为阻力),这时力F对物体做负功,W取负值;或者说运动物体克服阻力做了功,这时W取绝对值。
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