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摩擦力是否做功之功的定义
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最新回复:2020年7月22日 23点47分 PT
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c
crpet
接近 5 年
楼主 (未名空间)
关于摩擦力是否做功的问题的两种主要分歧,本质是对功的定义的理解不同。
众所周知,功的定义为力点乘位移。但这里对于“位移”网友实际有两种理解,一种是把位移理解为整个物体(汽车)的位移,那么既然物体在力的方向上有位移,则摩擦力做功;另一种理解是把位移理解为力的作用点的位移,由于轮胎与地面接触点瞬间速度为0,因而摩擦力不做功。
那么以上两种理解哪种正确呢?我之前误以为两种都可以,只是看问题角度不同,但经过阅读众网友提供的资料以及我个人的考证发现,教育界是清一色支持后一种理解的,因而汽车的问题并没有歧义,就是摩擦力不做功。
关于功的定义,部分教科书没有明确,只是笼统的说物体的位移,考虑到做功是在质点动力学里定义的,这里说物体并不意味着可以把能变形的汽车看做一个整体;而部分教科书是明确以后一种方式来定义。而且以后一种方式来定义实际更容易理解功和能的关系,因而也更合理。正规考试也是以后一种为准。
再有一部分网友的问题在于参考系的变换,功的大小与参考系有关,一个参考系不做功换到另一种参考系就做功了。因而原则上静摩擦力是可以做功的。但这里明显我们默认选地面参考系,所以对于汽车的问题仍然没有歧义。
至于这个问题其他角度的争论,实际很多都离谱,不一一讨论了
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关于摩擦力是否做功的问题的两种主要分歧,本质是对功的定义的理解不同。
众所周知,功的定义为力点乘位移。但这里对于“位移”网友实际有两种理解,一种是把位移理解为整个物体(汽车)的位移,那么既然物体在力的方向上有位移,则摩擦力做功;另一种理解是把位移理解为力的作用点的位移,由于轮胎与地面接触点瞬间速度为0,因而摩擦力不做功。
那么以上两种理解哪种正确呢?我之前误以为两种都可以,只是看问题角度不同,但经过阅读众网友提供的资料以及我个人的考证发现,教育界是清一色支持后一种理解的,因而汽车的问题并没有歧义,就是摩擦力不做功。
关于功的定义,部分教科书没有明确,只是笼统的说物体的位移,考虑到做功是在质点动力学里定义的,这里说物体并不意味着可以把能变形的汽车看做一个整体;而部分教科书是明确以后一种方式来定义。而且以后一种方式来定义实际更容易理解功和能的关系,因而也更合理。正规考试也是以后一种为准。
再有一部分网友的问题在于参考系的变换,功的大小与参考系有关,一个参考系不做功换到另一种参考系就做功了。因而原则上静摩擦力是可以做功的。但这里明显我们默认选地面参考系,所以对于汽车的问题仍然没有歧义。
至于这个问题其他角度的争论,实际很多都离谱,不一一讨论了