工作

工作

什么是工作?

我们在日常生活中经常使用“工作”一词。例如,我们要说的是,在学校取得好成绩需要很多艰苦的“工作”。在物理学中,“工作”一词具有特定的含义。

在物理学中,功是在力作用于对象以将其从起点移开一定距离(也称为位移)时发生的。功被计算为力乘以距离。以下等式用于描述工作:
功=力*距离
或者
W = Fd
如何衡量工作

工作的标准单位是焦耳(J)。焦耳与牛顿米相同,其中牛顿是力,米是距离。

力与位移

工作中的距离(或位移)是从起点到终点的距离。介于两者之间的旅行数量无关紧要。例如,如果您将一个重物提离地面,然后将其放回地面,则距离(或位移)为零。

不要被欺骗

衡量工作有时会很棘手。为了使方程W = Fd起作用,方程中使用的力必须是引起位移或距离的力。另外,请记住要进行工作,必须用力将物体移开。否则,公式中的距离或“ d”为0,则功将为0。

这里有些例子:
  • 如果有人全力推动墙壁,但墙壁不动,则不会发生任何工作。这是因为距离为零。
  • 如果有人在向东穿过田野时用武力将岩石抱在头上,则没有任何工作发生。这是因为力与岩石移动的距离(向东)的方向不同(力向上)。
  • 如果进行完全俯卧撑,先抬起自己然后往后退,则总功为零。这是因为从起点到终点的总距离为零。
  • 如果放下铅笔,则工作已经开始。这是因为铅笔从您的手到地面的位移大于零,并且与作用在铅笔上的力(即重力)的方向相同。
问题示例:

棒球运动员用10 N的力投掷一个球。该球行进20米。总的工作是什么?

W = F *距离
W = 10 N * 20米
W = 200焦耳

更复杂的问题

当力与位移之间的角度不为0度或90度时,将使用更复杂的工作公式。该公式包括角度theta(θ),它是力和位移之间的角度。

W = F * d * cos&θ;
在力和位移在完全相同的方向上的情况下,θ= 0,cos&θ;如果力对位移无影响且θ= 90度,则cos&θ; = 1。 = 0,因此功= 0。

关于工作的有趣事实
  • 功是标量,而不是矢量。这意味着,与力和速度不同,它没有方向,只有大小。
  • 另一个工作单位是磅。 1英尺磅等于1.35581795焦耳。
  • 焦耳也用作能量的标准计量单位。
  • 负功是指作用在物体上的力阻碍了物体的位移。