Re: [請益] 為何會有功?功是如何定義的?(物理)
※ 引述《benjamin0126 (台灣健兒加油)》之銘言:
: 速度這個物理量似乎蠻容易理解的
: 而力則是由實驗定義來的
: 那功呢?為什麼會有功這個物理量?
: 它又是為什麼定義為力量與位移的乘積呢?
能量/功 的發展,其實有其歷史
大約前後花了一百年的時間,在十七世紀至十八世紀這段期間
大家才逐漸認可能量與功的地位,動能為 1/2 m v^2,功為 F.S
後來,到了二十世紀初,出現一個定理:Noether theorem
該定理是一個大定理,其中一個子項即為:
若物理系統於時間平移下不改變其形式,則必存在一守恆量,即為能量
換句話說,只要牛頓力學 F = ma 成立
將之套入 Noether theorem,則必存在一守恆量表示為能量
其中,F.S 即為外力對該物體所施加的能量變化量
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國中時期的理化,就直接教 作功 = F.S,動能 = 1/2 m v^2
因為真的要從頭推導出能量守恆的概念,對國中生而言太難
(動量守恆的推導相對而言就較為簡單)
(其實,從最基本的力學公式推導出能量守恆,對理工科大學生而言也很難
因為要學過 Noether theorem 後,才會了解如何處理這件事)
但能量的概念又太重要,不得不在中學階段就讓學生了解這件事
所以,在講述能量與功時,就直接跳過推導過程,只講公式
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