回文章列表
作者Beachboy.bbs@ptt.cc (天煞孤星) 看板: physics
標題Re: [問題] W=FS的由來
時間批踢踢實業 (2007/07/03 Tue 19:31:11)
回應 推文的問題

就我這樣的邏輯推演,我是認為在這邊沒有先後定義的問題。

理由如下

※ 引述《Beachboy (天煞孤星)》之銘言:
:  我不知道當時的情況是怎麼定出W=FS這件事情。
:  但就我學的,和我理解的是這樣:
:  國中學過,「當物體的“運動狀態改變”或“產生形變”,我們說該物體有受“力”」。
:  在高中物理,就可以說明W=FS的原因。
:   考慮以下情況:
:   有一物體在一直線上(簡化討論),經過一段距離S,速度改變了。
:  ‧假設理想剛體(不討論形變)。
:  ‧運動學學過,初速和末速和位移的關係為 V(末)^2 = V(初)^2 + 2aS ........(1)
:    兩邊都乘上 (1/2)m
:    (1)式可以得到
:       (ma)S = 1/2(mV末^2) - 1/2(mV初^2)
        ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^  這到一步的時候,尚未出現任何定義

        只要你學過運動學,這一步就是ok的。

        要描述一個物體的運動狀態,包含速度V 和 質量m。

        這個告訴我們,當物體受力的時候(ma=F),會有運動狀態的變化。

        受力作用一段距離,會讓該物體的能量(包含V和m)產生變化,

        就把這個描述運動狀態的量1/2(mV^2)稱為「動能」,

        順便也把FS稱為「功」。

        誰先誰後,歷史上怎樣我真的不清楚,但在這邊,只是取名字的問題。

        反正,"FS" 和 "1/2(mV^2)"有關是一個必然推論的結果。


        當然,描述物體運動狀態還有另一個量可以表示,就是動量P=mV。

        動量是向量,動能是純量。都包含m和V。


        如果力作用一段"時間" ,變化的就是動量。

        Ft = mV(末)-mV(初) = ΔP

        在我的觀念裡面,“定義”只是取個名字。而不是無中生有的東西。

        就算不去定義FS叫做功,在物理上,大自然還是有一個事實,就是

   「當物體受力作用一段距離,其質量、速度大小平方乘績的一半會改變」這樣而已。

        至於要把“受力作用一段距離”叫做功,

              把“質量、速度大小平方乘績的一半”叫做動能,

        似乎,就不是那麼要緊。

        知道在幹嘛就可以了。

        definition在物理上和數學上我覺得差很多。

        definition在物理上只是取個name,實質意義不大。

        而在數學上,definition則是一個邏輯演譯的開始。

        先定義出一個東西,開始邏輯推倒,這是數學家喜歡做的事情。

        然而在物理上,你沒事定義一個無法用到或是不存在的物理量,那能幹嘛?

        物理學家不會隨便去定義東西,是自然而然發現有這回事,去取個名字而已。


        例如,你說我高興定 P = m^2V,然後開始推導....

        那是怎樣,有什麼意義?  囧~

        做實驗發現,物理受力一段時間,變化的是質量一次方乘上速度。

        就把這個叫做動量,不是故意要這樣取,是自然也是這樣才取的。

        不然,m^2V的確也是可以描述運動狀態(包含了m和V),只是這樣沒用而已。






:    →  FS = ΔK ...........(2)
:    而1/2(mV^2)是動能(假設這你可以接受),單位是焦耳,能量的單位。
:    我們發現,當物體受到一個力作用一段距離,動能會發生變化。
:    (2)式稱為「功能原理」。
:     最後只是把FS取個名字,稱為功,W≡FS。
:     可以理解成“對某物體做功(正功),就是表示可讓該物體變快(動能變大)”。
:   最後,我自己的心得,歸納的結論:
:  1. W≡FS ,只是一個名稱上的命名。
:  2. FS 為什麼造成動能變化? 只是物體運動狀態改變,加上運動學必然的結果。
:     因為我們已經先認定(假設),運動狀態改變的物體,是有受到某種“力”的作用。
:     真要說起來,力(force)是什麼,誰看過誰知道呢?也許是交互作用(interaction),
:     或是場(field),或甚至是時空扭曲的問題,....。
:   我只知道這些了XD
: ※ 引述《ayuiop (活跳跳28)》之銘言:
: : 我是個高中生
: : 請問我如果想要了解當初 W=FS 的定義過程
: : 我該去找什麼參考資料?
: : 我的老師說這曾經吵了好幾年  還挺好奇到底古人怎麼吵的
: : 我用google試著搜尋了  但沒有令我滿意的
: : 謝謝

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) 
◆ From: 61.228.175.35
文章選讀←離開[主題上]主題下(k)上篇(j)下篇S/a搜尋 G串列 TAB精華 ↑↓捲 Pg/Space翻