Re: [問題] 系統內力可能會作功?
作功定義:力*施力點位移,而非受力物的"質心"位移
如果將物體"質點化",則施力點位移=質心位移
功-動能原理的適用情況:每個質點有明確的初動能和末動能
如果涉及到內能或熱能,也就是物質內分子散亂運動的動能和位能
則無法使用功-動能原理
你愈跑愈快,或開車愈開愈快,路面摩擦力在不打滑的情況下均不作功
雖然人和車受到的摩擦力方向和"質心"位移方向相同
但摩擦力仍不作功,因為施力點速度=0
那麼人和車的動能增加哪來的?來自人體和汽油的化學能
也就是物質的內能,此時功-動能原理不適用
進入龍騰講義的這題目
1.作用力-反作用力的施力點相同
則這一組力所做的總功是0
木條-木塊交互摩擦,摩擦力的施力點相同
所以總功 = 0
系統減少的動能轉為熱能,能量守恆仍然成立
但是功-動能原理不適用,因為涉及熱能
2.將木條和木塊分別視為質點
兩質點的位移不相同
所以木塊對木條作的正功和木條對木塊作的負功之絕對值不同
所以總功不為零
此二質點有明確的初動能和末動能,適用功-動能原理
交互所作的總功=系統總動能變化(因為沒有外力作功)
3.總結,觀點不同則答案不同
以大考中心出過的說明試題,也是將木條和木塊質點化
公布答案總功為負
物理奧林匹亞初賽考過此題,公布答案總功為零
4.內力究竟作不作功?
地球以萬有引力吸引蘋果,蘋果也以萬有引力吸引地球
假設兩者初速均為0,則兩者均對對方作正功(因為位移和力同方向)
所以總功為正
即使假設地球恆不動,則蘋果對地球作0功,地球對蘋果作正功
總功仍為正
顯然的是內力會作功
如果以電荷間的靜電力為例也是雷同
※ 引述《narep (narep)》之銘言:
: https://i.imgur.com/hIzlVa7.jpg
: 想請問大家上面這個題目的觀念。
: 如果把木塊和長方體圈為一個系統,則它們接觸面上的摩擦力是內力,假設木塊相對於
: 長方體的位移是d,長方體在地面上移動L,則摩擦力f對木塊所作的負功為-f(L+d),摩擦力
: f對長方體作的正功為f L,摩擦力對系統作的功=-f(L+d)+fL=-fd,由此可知,系統內力
: 不一定不作功。
: 但是邱博文物理的講義又寫說"系統內力不作功,外力才會作功",和這個題目有點矛盾
: !
: (如下圖的觀念二所述)
: https://i.imgur.com/0xf4Qh9.jpg
: 跪求高手解惑啊!謝謝~
:
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