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功的定义及物理意义 功和能的关系是什么

2024-06-08 19:57:51文/宋艳平

功在物理学中的定义是表示力对物体作用的空间的累积的物理量,也可以理解为力对物体做的功。功是标量,其大小等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。国际单位制中的单位是焦耳。

功的定义及物理意义 功和能的关系是什么

功的定义及物理意义

功在物理学中的定义是表示力对物体作用的空间的累积的物理量,也可以理解为力对物体做的功。功是标量,其大小等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。国际单位制中的单位是焦耳。

功的物理意义在于描述力对物体的空间累积效应,它是物体运动状态变化的一种量度。当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时,这个力就对物体做了功。功的大小可以通过公式W=Fscosα来计算,其中F表示力,s表示物体在力的方向上移动的距离,α表示力和位移方向的夹角。

功的概念起源于早期工业革命的需要,当时的工程师为了比较蒸汽机的效益,在实践中大家逐渐同意用机器举起的物体的重量与高度之积来量度机器的输出,并称之为功。19世纪初,法国科学家科里奥利明确地把作用力与受力点沿力的方向的位移的乘积称为“运动的功”,这种定义沿用至今。

功是能量转换的手段,它描述了能量从一种形式转换为另一种形式的过程。当一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移时,这个力对物体做的功就是能量转换的量度。

功和能的关系

能是物体运动状态决定的物理量,即状态量;而功则是和物体运动状态变化过程有关的物理量,是过程量。两者有着本质的区别。作功可以使物体具有的能量发生变化,而且物体能量变化大小是用做功的多少来量度,但功和能不能相互转化。机械功定物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功,简称功。

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