90°
力可以非零,功率仍为零
侧向约束力与速度垂直时,切向分量为零,所以 P=0。这不是“没有力”,而是这个力此刻没有沿运动方向输送能量。
瞬时功率 · 矢量投影
先别急着套公式。当前力与速度的夹角是 120°。请先预测:这个力此刻做功的快慢带什么符号?
先选一个判断,再揭晓功率表读数
想一想:沿速度方向的力分量,是顺着运动还是顶着运动?
拖动红色力箭头的圆形端点,或调节三个滑块。青色速度始终指向右方,虚线给出力在速度方向上的切向分量。
口径:这里计算的是“所选力”对“受力点”的瞬时功率。式中的力与速度必须在同一参考系中描述。
抓住红色圆环转动力的方向;键盘方向键也可每次调整 1°。
操作后的观察
力本身是否存在,不等于它此刻一定在传递机械能。
侧向约束力与速度垂直时,切向分量为零,所以 P=0。这不是“没有力”,而是这个力此刻没有沿运动方向输送能量。
当夹角超过 90°,cosθ<0,力的切向分量与速度反向。所选力正从受力对象的机械运动中取走能量。
功率中的 F 与受力点速度 v 必须属于同一参考系。拿地面系中的力,去乘另一个运动参考系中的速度,得到的不是同一个物理量。
在力与速度同向、功率恒为 6.0 kW 时,F=P/v。点选一种速度,把它送回上方实验台比较。
短时间记录
开始记录后再改变参数。曲线上的每一点是当时的瞬时功率;平均功率是曲线对记录时间的平均,不一定等于结束时的读数。
为了便于比较,纵轴会随记录中的最大功率自动缩放;零线始终位于中间。