Re: [問題] 系統內力可能會作功?

看板SENIORHIGH作者 (道易析)時間5年前 (2019/04/27 20:38), 5年前編輯推噓2(2025)
留言27則, 4人參與, 5年前最新討論串2/4 (看更多)
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~ : : ---- : Sent from BePTT -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 1.200.199.79 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/SENIORHIGH/M.1556368720.A.FB4.html ※ 編輯: daoeasy (1.200.199.79), 04/27/2019 20:51:39

04/27 20:49, 5年前 , 1F
功是不同能量轉移的過程 能量守恆跟有沒有做功其實無關 即
04/27 20:49, 1F

04/27 20:49, 5年前 , 2F
使能量是守恆的 過程中也可能牽扯到內力做功
04/27 20:49, 2F

04/27 20:52, 5年前 , 3F
舉個例子來說 兩個物體被引力互相吸引 引力是會做功的 但這
04/27 20:52, 3F

04/27 20:52, 5年前 , 4F
個功可以看作是位能變化 於是總力學能不變 但是動能跟位能
04/27 20:52, 4F

04/27 20:52, 5年前 , 5F
各自產生變化
04/27 20:52, 5F

04/27 20:52, 5年前 , 6F
能量守恆與否 力學能守恆與否 均與內力作功與否無關
04/27 20:52, 6F

04/27 20:54, 5年前 , 7F
用這個例子說明內力做不做功 我覺得只會讓他更搞混 這個例
04/27 20:54, 7F

04/27 20:54, 5年前 , 8F
子的矛盾來源是 木塊跟長方體各自被想成是完美的剛體 但完
04/27 20:54, 8F

04/27 20:54, 5年前 , 9F
美剛體根本就不存在 兩者之間摩擦力詳細作用機制不明 最微
04/27 20:54, 9F

04/27 20:54, 5年前 , 10F
觀而言 摩擦力的受力點根本不可能在同一點上
04/27 20:54, 10F

04/27 21:01, 5年前 , 11F
如果你把微觀的原分子一起列入考慮 那麼功能定理總是適用
04/27 21:01, 11F

04/27 21:01, 5年前 , 12F
的 熱能跟化學能也可以被看作是原分子的動能與位能 化學能
04/27 21:01, 12F

04/27 21:01, 5年前 , 13F
並不是直接就可以轉化成車的動能
04/27 21:01, 13F

04/27 21:08, 5年前 , 14F
以你舉的例子 原分子釋放化學能變熱 可以看作是原分子的位
04/27 21:08, 14F

04/27 21:08, 5年前 , 15F
能變成動能 而原分子撞擊了引擎 於是齒輪跟輪子轉動 碰到地
04/27 21:08, 15F

04/27 21:09, 5年前 , 16F
面的過程 輪子的原分子跟地板原分子 彼此之間的位能改變
04/27 21:09, 16F

04/27 21:09, 5年前 , 17F
於是改變了動能 使得車子得以前進
04/27 21:09, 17F

04/27 21:11, 5年前 , 18F
這一連串的過程 全部都有各種內力的做功 只是因為對於這一
04/27 21:11, 18F

04/27 21:11, 5年前 , 19F
連串的微觀過程缺乏資訊 過度地簡化成摩擦力作用在一個點上
04/27 21:11, 19F

04/27 21:11, 5年前 , 20F
所以才會得出摩擦力不做功 可是 其實不通過各種內力的做功
04/27 21:11, 20F

04/27 21:11, 5年前 , 21F
整段過程根本就不可能實現
04/27 21:11, 21F

04/27 21:15, 5年前 , 22F
所以 這牽扯到 到底是把摩擦力當作是這一連串的過程的總和
04/27 21:15, 22F

04/27 21:15, 5年前 , 23F
或者 把摩擦力想成是非常理想的情況 真正只作用在一個點
04/27 21:15, 23F

04/27 21:15, 5年前 , 24F
而把其他過程分開 但真實的摩擦力一定不可能是後者那麼理
04/27 21:15, 24F

04/27 21:15, 5年前 , 25F
04/27 21:15, 25F

04/27 23:12, 5年前 , 26F
Eriri將車子能量轉換過程微觀的轉換過程解釋的真不錯
04/27 23:12, 26F

05/01 14:27, 5年前 , 27F
05/01 14:27, 27F
文章代碼(AID): #1Sn4rG-q (SENIORHIGH)
文章代碼(AID): #1Sn4rG-q (SENIORHIGH)