有用功:W有用=Gh(竖直提升)=FS(水平移动)=W总–W额=ηW总。额外功:W额=W总–W有=G动h(忽略轮轴间摩擦)=fL(斜面)。总功:W总=W有用+W额=FS=W有用/η。有用功是指对人们需要的,有价值的功。有用功加额外功是总共做的功,称为总功。额外功,力学术语,意思是在达成某种目的时,除做有用功之外所做的非必要性的功,额外功加有用功就是总功。
什么是有用功什么是额外功
从做功的意义上来讲,就是人因需要而做的功叫做有用功,额外功是指人们在做功时,并不需要做,但是为了达到目的而不得不做的功。
例如,人想要提水上楼,人对水做的功就是为了满足需要而做的,其大小等于水重乘以提升的高度。人在提水时,必须有盛水的容器,如水桶等,人在提升水的同时,也对容器做了功,而人对容器所做功并不是目的,但是又不得不做,因为没有容器,水是无法提升的,所以,人对容器所做的功是额外功,其大小等于。
常见的额外功有:使用滑轮组时,克服轮与轴之间摩擦所做的功,还有克服滑轮的自重所做的功等。
有用功和额外功和总功关系解析
1、通过再探动滑轮分析“有用功”“额外功”和“总功”。
起重机将砖块提升到楼顶,除了克服砖块重力做功外,也一定同时需要克服装砖的筐子、滑轮和钩子等辅助措施的重力做功;此外,由于物体之间总存在摩擦,所以起重机对砖块做功的同时,或多或少要克服摩擦做功。起重机提升砖块做的功是有用功,提升筐子、滑轮、钩子以及克服摩擦做的功是额外功。有用功和额外功之和叫总功。
2、通过用桶从井里提水分析“有用功,额外功和总功”。
用桶从井里提水时,除了克服水的重力做功外,也一定同时需要克服装水的桶、绳子等辅助措施的重力做功。提起的水所做的功是有用功,提起水桶所做的功是额外功。如果从井里捞桶,那么提桶所做的功是有用功,提起桶里所带的水所做的功是额外功。
额外功的计算方法
计算公式:额外功W额=W总–W有=G动h(忽略轮轴间摩擦)=f(摩擦力)L(斜面)
横版滑轮W额=F摩s
额外功可以通过减小摩擦力等方法减小。
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