滑動摩擦所做的功通常會產生熱量,因此做功過程中總能量由機械能轉化為熱能,有用功增量為負。
如果你看到這樣的言論滑動摩擦力,他們想說的其實是:系統中存在滑動摩擦,那么如果滑動摩擦力做功,那么滑動摩擦力所做的有用功之和就是負值。
由于滑動摩擦肯定會產生熱量,因此在計算整個系統的機械能守恒時,不能將一對滑動摩擦力計算為保守內力,而是必須扣除滑動摩擦力相應所做的無用功。
例如:光滑的地面上有一塊足夠大的固定木板。 木板上有一個小鐵塊物理資源網,有初速度。 小鐵塊與木板有相對滑動摩擦力。 從小鐵塊和大木板相互作用開始,整個系統的機械能只是小鐵塊的動能。 當最終達到平衡時,小鐵塊停留在木板上滑動摩擦力,動量守恒。 不過,此時小鐵塊與木板的動能之和小于之前小鐵塊的動能。 這個過程中,只有一對滑動摩擦力做功,滑動摩擦力做的功產生無用功。 因此,可以說一對滑動摩擦力所做的功的代數和為負值。 當然,如果算上產生熱量的無用功,那么總的功就是0,但是我們在計算的時候并沒有計算出產生熱量的那部分功。
這個例子可以直接代表數據。 假設木板和小鐵塊的質量均為m,小鐵塊的初速度為v,則
初始動能
E1=1/2*m*v^2;
達到平衡時,速度減半,系統的動能
E2=1/2*2m*(v/2)^2=1/4*m*v^2;
顯然,系統的動能變為原來的一半,并且在這個過程中一半的動能轉化為熱能。