功在物理中是什么意思
在物理学中,功(work)是指力(force)对物体(object)作用,使物体在力的方向上发生位移(displacement)时,力对物体所做的累积效应。功是标量,其大小等于力的大小与物体在力的方向上通过的距离的乘积,国际单位制单位为焦耳(J)。
功的计算公式为:
\\[ W = F \\cdot s \\cdot \\cos \\alpha \\]
其中:
- \\( W \\) 表示功;
- \\( F \\) 表示作用在物体上的力的大小;
- \\( s \\) 表示物体在力的方向上通过的距离;
- \\( \\alpha \\) 表示力与位移之间的夹角。
当 \\( \\alpha = 0° \\) 时,即力的方向与位移方向一致时,功最大,计算公式简化为 \\( W = F \\cdot s \\);
当 \\( \\alpha = 90° \\) 时,即力的方向与位移方向垂直时,功为零;
当 \\( \\alpha = 180° \\) 时,即力的方向与位移方向相反时,功为负值,表示物体克服阻力做功。
需要注意的是,功是一个没有方向的物理量,它是标量而不是矢量。正功和负功的区别在于外力对物体做功还是物体克服阻力做功,或者用来表示力与位移同向还是反向,并不是功有方向性
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