公式w=f s是力所做的功的定义。它的物理意义是,力所做的功等于力的大小乘以力的方向上的位移。w是功的符号,国际单位是焦耳;f是力的符号,国际单位是牛顿;s是排水量的符号,国际单位是米。
公式w=f s在力学中非常重要。它反映了力所做的功以及力与位移的关系。这项工作是标量的。在光滑的水平地面上,有一个质量为m的静止物体,在t=0时,它受到一个水平的向右的力f,当很明显时,物体开始以匀加速向右作直线运动。一段时间后,物体的速度为v。
根据做功函数的概念,很明显,力F对一个物体所做的功的大小,就是这个物体机械能的变化。因此:W=1/2mv2。
这个做功的过程实际上就是把发力物体的能量(如果发力物体是人,就是人体内的能量)转化为发力物体的机械能(这里是动能,水平地面上没有势能,机械能等于动能)。另外,3360V2=2AS=匀加速直线运动中的2F/毫秒。稍微变换一下,就可以得到1/2mv2=Fs,而且因为上面的W=1/2mv2。
所以在这个简化模型下,我们得到了力做功的计算公式:W=FS。其实稍微推导一下,你会发现,当物体初速度不为零时,得出的结论是一样的。
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