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关于任何机械都不省功的问题

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发表于 2013-4-24 08:29:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 tntk 于 2013-4-24 08:32 编辑 % X6 q6 E9 u8 }- o& U2 ]

# m; X! h( u4 Y) l1 Y初中物理:任何机械都不省功,都存在效率问题,效率不可能超过100%。这个是没错的。5 j6 ]6 {. c8 x" I3 }
% ], ~% p. X3 L: g
骑自行车与跑步相比,我感觉做功要比跑步少。这个估计我是错了,但不知怎么错的?
; \& @4 g( E2 P" U9 |. |初始条件:假设跑步与骑车速度相同,在平地上运动相同的距离,忽略掉空气阻力(假设顺风,风速与骑车和跑步相同)。
9 C6 Q! J6 \$ o, W6 r3 E人要克服的是地面对人的摩擦力做功,自行车克服地面对自行车的摩擦力做功,显然滚动摩擦的自行车受力更小。
( L, p5 E2 S. T% @运动距离相同,克服的阻力自行车小,很显然人骑自行车做功更少。请大家看看我哪里错了??
9 m- q" [+ \3 o2 ?, r
* q" y0 w2 v. c; ?+ [8 P# ^自行车内部是存在摩擦力,有一些无用功,但我更认为这些无用功加上有用功仍然小于跑步做的功(假设自行车的性能非常好,是你能想到的最好的自行车)。
7 p8 k/ F: T$ S' N9 F" t5 }2 W& [% f6 Q* P5 r) Q+ F
补充内容 (2013-4-26 08:20):
) B% E+ ~) {+ g0 J' e3 S* R% v有人认为跑步抬腿,做了太多无用功,那么是否可以认为,把跑步改成走路,走路时脚离地面的距离最小而不存在摩擦力,这样相同的位移和速度人走路比跑步做功少。这样走路难道就轻松吗?
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发表于 2013-4-24 08:43:00 | 显示全部楼层
楼主逻辑错误,偷换了概念。
3 ~4 O5 t7 s+ m! M& k9 H) z8 u" c
任何机械不省功,替换成使用机械(自行车)比不使用机械(跑步)省功。
发表于 2013-4-24 08:46:35 | 显示全部楼层
人在跑步时要不停地抬脚,这样脚的重心就不断的被提高再降低。脚的重力势能在重心提高时增大,此时需消耗一定量的生物能,但当重心降低时,重力势能降低了却不能转化回生物能,这部分的重力势能被浪费掉了。也就是说抬脚时所消耗的能量全部耗费掉了。但自行车行进时其重心与地面的距离是保持不变的,所以这种运动是不需要消耗能量来提高其重力势能的。所以虽然自行车在行进中因摩擦力的因素要多消耗一定的能量,但相对步行时重力势能的消耗而言,是很少的。所以,自行车这种机械并没有省功,只是相对不用机械要做更少的无用功而已。
+ G3 v+ C8 J0 E/ G2 l/ a% ~: p

点评

还补充一点,人体为了保持平衡,需不停克服惯性带来的不平衡,也消耗了非常多的能量。而自行车相对来说消耗就非常少了。  发表于 2013-4-24 10:17
发表于 2013-4-24 08:49:13 | 显示全部楼层
转帖: c/ i; H7 I0 X  P" K
      简单机械省里不省功才对啊,怎么会省力又省功呢?自行车将水平方向的阻力降至很小水平,所以只需在这个方向上施很小力就可以前进了;而人步行时除了要克服在前进方向的阻力外,双腿还要用很大的力量来支撑身体的重量,否则人就会跌倒,而骑自行车时人是坐着,双腿不必提供过多的支撑力量,只是一点保持稳定、平衡的力量就可以了。
4 q; ?8 ]: O+ V3 ]# Y7 V3 ~' g    在平直公路上骑车时,人体的重心始终位于同一高度,且车前进是靠车轮的滚动,除空气的阻力外、,只需克服较小的滚动摩擦。而人走路时,后脚蹬地重心升高,步行者要克服重力做功,前脚落地重心降低,重力势能转化位其他形式的能浪费掉。虽然自行车的传动机械是费力机械,但在平直的路上蹬车的力一般小于步行时脚蹬地的力,又由于脚蹬踏板一周,车轮可以向前滚动几周,同走路相比,若前进的距离相同,骑自行车人腿屈伸次数少的多。因此骑自行车比步行省力又省功。
发表于 2013-4-24 09:00:51 | 显示全部楼层
也得考虑受力部位
发表于 2013-4-24 09:13:27 | 显示全部楼层
省力不省功。
发表于 2013-4-24 09:32:54 | 显示全部楼层
恩恩,克服重力做工是重点,人的足部与地面的接触通常是静摩擦。6 V5 a  g0 j+ g  k; \/ E
发表于 2013-5-5 09:13:46 来自手机 | 显示全部楼层
效率不同而已
发表于 2013-5-5 20:57:08 | 显示全部楼层
功是作用力与作用力方向距离的乘积。, M7 w- a5 v1 l8 ~, l
4 v9 D% z! l/ B: H! x/ L: x; g2 P- ~
把一桶水放在轨道上推,用的力是F,推了L米,作的功为F*L+ Z5 l% U9 b! \0 j0 D! [& l
你提着一桶水走了L米,忽略空气阻力,你很累对吧,但你对水桶做的功几乎为0!) M: ?2 p/ v! u2 W; [( A0 R

; g# r6 R% F, X- t7 r$ g! F8 K. z# o: Y' J  n  {0 m0 ^8 y
信不?

点评

"你对水桶做的功几乎为0",这个指的是克服重力做功几乎为零,水桶的重力增加了你与地面的摩擦力,增加的这部分摩擦力做的功可不是0。  发表于 2013-5-6 08:28
发表于 2013-5-5 21:04:19 | 显示全部楼层
其实物体发生位移,真正是物体位移的功,只有在物体加速的时候,加速到稳定速度后,力为零,做的功为零。为什么人们觉得累?那是在克服各种阻力。对于车辆来讲,就是滚动阻力、迎风阻力、坡道阻力、机械摩擦阻力。。。。。。。。。

点评

请看清原文:“为什么人们觉得累?那是在克服各种阻力。”  发表于 2013-5-7 18:09
“加速到稳定速度后,力为零,做的功为零”这个也有问题 加速的稳定速度后,力不是0,可以认为力等于阻力,当然做功也不是零。  发表于 2013-5-6 08:29
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