工作定义

17 Mar 2025 | 4 分钟阅读

日常任务包括搬运重物、骑自行车、操作磨床、砸石头等。在每项工作中,物体受到力的作用,导致其从原始位置移动。“只有当施加力使物体产生位移时,才认为工作已在科学上完成。”

Work-Definition

从科学上讲,如果我们说在给定的力下物体没有移动,那么就没有做功。例如,当我们头上顶着重物静止不动时,物体没有位移;因此,我们没有付出任何努力。是的,抬起重物并将其放在头上需要对抗重力的拉力。显然,劳动会带来收益而不是努力。这些非盈利性任务被称为内部功。

工作种类

根据劳动的性质等因素,有许多不同类型的工作,所有这些都已在下面描述。根据其性质,工作分为以下几类。

  • 正功
  • 负功
  • 零功

正功

当力作用在物体运动方向上时,所做的功为正功。如果力作用在物体运动方向上,则功为正功。

例如,一个物体落地时会沿着重力方向下落。这被称为正功,因为重力作用在下落的物体上。

W = ( + ) F * d

以下是正功的例子,可以帮助您更深入地了解它

  • 足球运动员将球踢向运动方向。
  • 一名护士推着轮椅上的病人。
  • 一个人骑滑板车。
  • 在路上行驶的车辆。
  • 用刀切蔬菜。
  • 抬起椅子并将其移到另一个方向。
  • 将一个盒子推到桌子上。
  • 两个孩子互相扔球。

负功

当力作用在物体运动的反方向时,所做的功为负功。如果力作用在物体运动的反方向,则功为负功。

当物体向上抛掷时,物体的运动与地球向下的重力作用方向相反。因此,完成的工作是负功。

W = (-) F * d

以下是一些显示负功的例子

  • 当你将球扔向空中时,它会克服重力运动。
  • 步行时抵消你脚部运动的摩擦力是负功。
  • 当你从井里打水时,绳子受到的力是向下的,但桶是向上移动的。
  • 跷跷板是负功的另一个例子,因为向下的力导致对面坐着的人向上移动。
  • 当人跳跃时,重力起负作用。
  • 如果你用力接住远处的物体,你的手会向后退。
  • 拔河比赛很有趣。

零功

如果物体的位移垂直于施加在其上的力,则不做功。

当压力和位移垂直于任何差异时,或者当压力和位移均为零时,所做的功称为零功。

牛顿第一运动定律指出,在有不平衡力作用于它之前,宇宙中的一切都处于静止状态或匀速运动(恒定速度)状态。

您想查看功的表达式吗?即使 F 和 s 的大小相同,功的值也因角度而异。

当 cos = 1 时,即 F 和 s 方向平行,物体受到的功最大。当力和位移之间的夹角为 90° 时,cos=0,对物体的功为零。当功为零时,称为零功。

零功的例子

  • 零功的一个简单例子是双手叉腰站立,但背包没有移动。你的手对背包施加力以平衡其重力,但背包没有移动,因此你做的功(力)和重力都是零。
  • 物体匀速运动时所做的功为零。如前所述,对物体所做的功会改变其动能。因此,如果物体以恒定速度运动,其动能是恒定的。这意味着你对你的身体没有任何作用。
  • 当物体在水平面上运动时,物体所受重力的方向是向下的,垂直于物体的位移方向,因此重力不起作用。

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