力学中的功
在叉车举高货物的过程中,货物受到一个托 力F的作用,并且在这个力的作用下,向上移动 了一段距离 s(图 11.1-1),托力 F 作用的成效体现在物体被举高了。对于这种情况,物理学中就 说叉车的托力做了功(work)。 通常而言,如果一个力作用在物体上,物体 在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力 对物体做了功。
力学里所说的做功,包含两个必要因素: 一个是作用在物体上的力;另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
功的计算
力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
如果用F表示力,s表示沿力的方向移动的距离,W表示功,则功的表达式为
在国际单位制中,力的单位是牛,距离的单位是米,则功的单位是牛米, 它有一个专门的名称叫做焦耳(joule),简称焦,符号是J。
例题:质量为 50 kg 的雪橇上装载了 350 kg的原木,一匹马拉着雪橇 沿着平直的路面匀速前行,将原木运到了3 000 m外的货场。如果雪橇行进中 受到的摩擦力是800 N,求马的拉力做的功。g 取10 N/kg。
解:雪橇在平直路面上做匀速直线运动,马的拉力F与摩擦力F摩大小相等,即
F = F摩= 800 N
雪橇沿拉力的方向移动的距离
s = 3 000 m
所以,马的拉力做的功
W = Fs = 800 N×3 000 m = 2.4×106 J
马的拉力做的功是2.4×106 J。