功與能功與能

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功與能

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作功

持續施力予某物體,使物體沿力的 方向產生一個位移,則可以說是施 力對物體作了功,而使物體獲得能 量,能量產生變化(增或減)。

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作功

外力作功的數值就等於施力的大 小乘與物體受力期間沿力的方向 所產生的位移。

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科學上,功的定義為:功 = 作用力 × 物體沿力的方向所移動的距

離 (W=F×S)

功的單位:依力和距離所用的單位導 出。1牛頓‧公尺的功又稱為1焦耳的

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做虛功 ( 不作功、作功 = 0 )

施力作用在物體上若物體沒有產生

位移則沒有作功,如手提重物站立、

用力推牆壁而牆不動。

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做虛功 ( 不作功、作功 = 0 )

力與位移的方向如果互相垂直,

則此力並沒有對物體作功,亦即 作功為零如手提行李在水平方向 上行走,手的拉力對行李沒有作

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做虛功 ( 不作功、作功 = 0 )

• 在完全光滑水平面上等速運動的物 體,因為不受外力作用,故功為零

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做虛功 ( 不作功、作功 = 0 )

• 物體若有移動,但移動的方向與 施力的方向互相垂直,則施力作 功為零。

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功的計算

功的大小與作功的方式、使用工具、

作功的時間長短及路徑都無關。

使用W=F‧S計算作功時,則F與S的 方向必須一致。

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功的計算

在昆蟲的世界裡,功的定義與人類 無異,例如糞球金龜奮力將數倍於 自己體重的糞球推回住處,假使有 位移和施力的必要資料,我們將可

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正功與負功

功有正負功之分(但是功為無方向性 的物理量)。

正功:物體受力的方向若與位移的 方向相同;若物體所經的距離為S,

則施力F對物體所作的功為F‧S。

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正功與負功

負功:物體受力的方向若與物體位 移的方向相反,例如物體的滑動因 摩擦力的作用而減慢,我們把這種 功取作負值,及W= -F*S,或說摩

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正功與負功

外力對物體作正功時會使得物體 的運動速率變快;而對物體作負

功時會使得物體的運動速率變小。

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一、化學能

1. 化學能是儲存在物質內部,經由 化學反應中釋放出能量。

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一、化學能

2.我們攝取食物,以維持生命,食物 在身體內進行化學變化,產生能量,

使我們能夠呼吸、血液循環、維持體 溫,以及有力量工作或跑步。這是因 為食物中貯存的化學能,藉由酵素引 起的化學變化而釋放出來。

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一、化學能

3.酒精、木材、汽油、煤等燃料中 也貯存著化學能。

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一、化學能

(1) 實驗時,我們常以酒精燈為熱源,

就是利用酒精與氧發生化學反應時,

所產生的熱來提高物質的溫度。

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一、化學能

(2) 汽車則是利用汽油在引擎中燃 燒爆炸,產生動力,才能在大街 小巷行駛。

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一、化學能

(3).電池(如:電與生活--實用電 池篇→乾電池及鉛蓄電池)利用其 內部物質間的化學反應,將化學 能轉換為電能,提供電器使用。

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二、動能

1. 物體因運動而具有的能量,稱為 動能。例 如:擺動的擺、運動場上 的跑者、飛馳的汽車、流動的水,

以及正在落下的球等任何運動的物

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二、動能

2. 同一物體的運動速率愈快,所具 有的動能愈大。

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三、位能

1. 物體在地表位置被提高或受力產 生形變都具有位能。

(1) 任何地面上的物體,當我們施力 將重物由低處抬至高處放置,我們

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 三、位能

將重物抬得愈高,我們消耗的化學 能愈多,因此物體在高處比低處具 有較大的能量。這種受到重力的作 用,雖未產生形變,但因位置高度 改變,其所增加之能量稱為重力位 能。

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三、位能

如圖,海盜船 將每個人由低 點抬起,所以 每個人的重力

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三、位能

(2) 小朋友玩溜滑梯,由高處滑 下時,小朋友的重力位能漸漸轉 換成動能及摩擦產生的熱。

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三、位能

(3) 射箭選手施力於弦上,弦的 形狀發生改變,此時選手肌肉消 耗的化學能,則以彈力位能的形 式貯存在弦中,當手放開時,弦

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三、位能

(4)如圖,一 學生將用力將 直尺彎曲,此 時的直尺發生 形變亦產生彈 力位能。

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