力对物体作用的空间积累,其大小等于力和其作用点位移的标积。

常力的功  大小和方向都不变的力F,作用于沿直线运动的物体上(图1),

力作用点的位移为S,则力F对该物体所作的功A为:

AF·SFScosα

式中αFS的夹角。当时,功为正值;当时,功为负值;当时,即力和位移方向垂直,力在此位移上不作功。

变力的功  大小和方向变化的力F,作用于沿曲线运动物体的C点上(图2)。

当作用点有微小的位移dr时(|dr|=dS),在其上的力F可视为不变,因此,力F在微小位移dS上所作的元功为:

dAFcosαdSF·drFdx+Fdy+Fdz

将整个路程上力在各微段的元功总和起来,得力F沿曲线ab的总功:

式中ab为曲线运动的起止点。知道变力F随路程S的变化关系,就可由上式求出功的量值。

物体作曲线运动时,法向力F与位移垂直不作功,故总功只与切向力F有关,即

合力的功  如有m个力FF,…,F作用于物体的一点上,则这些力的功为:

式中为诸力的合力,R为合力的切向分量。

力偶的功  可表示为:

式中T为作用于刚体上的力偶矩;ω为刚体的角速度;t为时间。当刚体作平动时,ω=0,则力偶之功为零。当刚体作平面一般运动时,Tω均可看作代数量,故有:

Tω 转向相同时,取正号;相反时,取负号。

功的单位  ①国际单位制和中国法定计量单位为焦耳。1焦耳=1顿·米。②厘米·克·秒制为尔格。1尔格=1达因·厘米(1尔格=10焦耳)。

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