許多人認(rèn)為我們走路時(shí)摩擦力在做功,但事實(shí)并非如此。 所以問題是哪些力量在起作用,明天我們將嘗試為您分析這個(gè)問題。
其實(shí)人走路的摩擦力是不做功的摩擦力怎么求公式,按理說真正做功的一定是月球(月球的引力)。 首先讓我們回憶一下這個(gè)公式:假設(shè)一個(gè)力作用在“某個(gè)物體”上,并且該物體在這個(gè)力的方向上連接了一定的距離。 清楚地認(rèn)識(shí)到物體的工作必須與物體相對應(yīng)。 回到問題本身,我們發(fā)現(xiàn)摩擦力作用在人的腳上,但問題是我們走路的時(shí)候,腳接觸地面的時(shí)候,腳并沒有向前移動(dòng)。 它與地面之間存在靜摩擦力。 有人會(huì)說人不前進(jìn)了?
這是第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):(1)我們之所以指出物體本身,是因?yàn)槟_并不等于我們的整個(gè)身體,實(shí)際上腳只占我們身體質(zhì)量的一小部分(2)事實(shí)上,任何物體都有質(zhì)量,如果我們把物體的質(zhì)量集中在一點(diǎn)的話,這個(gè)點(diǎn)就叫做質(zhì)點(diǎn),所以這個(gè)點(diǎn)的位置在數(shù)學(xué)上就叫做剛體,我們可以近似的感覺到這個(gè)點(diǎn)是在均勻引力場的情況下。 該點(diǎn)是人的重心。 其實(shí)我們?nèi)说闹匦牟辉谀_上,所以這個(gè)力的作用對象是我們的腳,而不是人的剛體。 這就是指出動(dòng)作對象的意義,否則就沒有必要區(qū)分人提水上樓梯和用繩子提上去。
首先,通過第二點(diǎn)我們可以知道,摩擦力并沒有做功,它與我們身體的胸肌形成的力相反,不再是一條直線。 如果關(guān)注生活的同學(xué)一定知道,如果不再在同一條直線上,且兩個(gè)方向相反,力作用在同一個(gè)物體上的效果就是使物體發(fā)生旋轉(zhuǎn)(我們稱這種效果為扭轉(zhuǎn)) 。 生活中最常見的反例就是我們開車時(shí)方向盤上形成的力使方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
力大小相等,方向相反,但不在同一直線上
第二:由于摩擦力產(chǎn)生的扭矩和身體形成的力,我們?nèi)梭w剛體(重心)有向前旋轉(zhuǎn)的傾向,意味著這個(gè)力破壞了身體的平衡,造成重心的偏移。前進(jìn)。 主要是我們要弄清楚一個(gè)概念的重心向前移動(dòng)并不是摩擦力做功,而是摩擦力只是改變了平衡狀態(tài)。 根據(jù)動(dòng)量守恒定律(牛頓第三定律),這顯然是物體之間動(dòng)量的傳遞,但整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的。 因此,如果把人看成一個(gè)系統(tǒng),這個(gè)力矩雖然是系統(tǒng)的內(nèi)力,但并不是做功的外力。 從這一點(diǎn)來看,也可以從側(cè)面證實(shí),并不是摩擦在起作用。
舉個(gè)反例:就像我們打臺(tái)球的時(shí)候,當(dāng)我們爆破白球的時(shí)候,也只是一瞬間,我們的球桿并不總是推動(dòng)球桿,或者有時(shí)候當(dāng)球速度非常快的時(shí)候,我們甚至可以觀察到當(dāng)白球與其他球快速碰撞時(shí),白球立即停在碰撞點(diǎn),被擊中的球迅速滾出。 在這個(gè)過程中,白球并不總是推動(dòng)擊球。 沒有位移就不會(huì)有功,所以這個(gè)過程只是一個(gè)能量轉(zhuǎn)移的過程,能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,另一個(gè)物體從原來的平衡狀態(tài)(靜止)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N平衡狀態(tài)(勻速線性)運(yùn)動(dòng))。 其實(shí)我們所說的翻山越嶺斗牛、打高爾夫球都屬于這種。
假設(shè)我們的重心被想象為一個(gè)高爾夫球,系統(tǒng)的內(nèi)力被想象為一個(gè)球桿。 當(dāng)你擊球和踢球時(shí),如果沒有重力和空氣阻力,球只會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。 這意味著你的重心由于這個(gè)扭矩的能量轉(zhuǎn)移而發(fā)生了轉(zhuǎn)移,這使得你的重心打破了原來的平衡摩擦力怎么求公式,向前移動(dòng)。 因此,我們?nèi)梭w行走所消耗的能量并不是通過摩擦做功直接消耗的,而是一種間接消耗(能量形成→能量傳遞→重力抵消做功),弄清楚這個(gè)關(guān)系后我們就可以繼續(xù)解釋了。
這時(shí),腳上的支撐力和重心上的重力不再在同一直線上,就會(huì)有向前摔倒的趨勢(在系統(tǒng)外部形成扭矩),如果不這樣做相信的話,你可以向前邁出一步,為了有顯著的療效,你可以邁出更大的一步,不要在地上向前邁出一步,看看你會(huì)不會(huì)向上摔倒。
身體前傾,雙腳同步向前
最后,由于人體重心前移,人必須向前邁出一只腳才能保持平衡,使前腳的支撐力與人體的重力在同一條直線上。再次,向前運(yùn)動(dòng)傾斜會(huì)導(dǎo)致重心略有增加。 這時(shí),支撐力也會(huì)使重心下降,然后又升高回到原來的水平。 這時(shí),重力就會(huì)被抵消而做功。 如此周而復(fù)始,我們?nèi)祟愖匀欢坏鼐屯献摺?事實(shí)上,當(dāng)我們走路時(shí),我們會(huì)邁更大的步。 當(dāng)我們觀察人的影子投影時(shí),我們會(huì)發(fā)現(xiàn)影子并不是直線向前移動(dòng),而是像波浪線一樣向前移動(dòng)。 的。 從這個(gè)現(xiàn)象,也可以從我們走路時(shí)的側(cè)面證實(shí)誰在做作業(yè)。
好了,以上就是我們走路過程中摩擦力是否起作用的分析。 由于本人水平有限,如有錯(cuò)誤還請大家留言指正。 如果您覺得還可以,請給我關(guān)注、點(diǎn)贊、轉(zhuǎn)發(fā)。
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