功的公式:W=F*S,其中F是力,S是位移,W是这个力所做的功.
特别要注意,力F与位移S都是矢量,也就是有方向的.
那么,力与位移有可能是完全同方向的,有可能是完全反方向的,也有可能是存在一个夹角.
由于力与位移同(反)方向的部分才是这个力所做的功.那么上述那个公式就需要再延伸一下,假设力与位移的夹角为a,则:W=F*S*cosa
学过数学三角函数的话,我们就比较容易分析了.
如果夹角等于零,那么cosa就等于1,这说明两者方向完全相同,两者相乘的积就是做功的大小.
如果夹角等于180度,那么cosa就等于-1,两者乘积的负值就是做功的大小,说明这时候的力是做负功的.通俗点讲,这时候的力是阻止由初速度产生的位移的.
如果夹角等于90度,或270度,那么cosa就等于零,这时候,不论F和S有多大,根据公式W=F*S*cosa,W总是等于零.也就是力不做工.
此外,夹角若处在1、4象限内,那么cosa是正数,则表明力做正功.
夹角若处在2、3象限内,那么cosa是负数,表明力做负功.
而不论正功还是负功,其实都改变了物体的速率,或者说改变了物体的动能,可以认为都是真正意义上的“做功”.
只有当上述夹角处于90度或270度时,也就是力的方向与位移的方向垂直时,力是不做功的.
比如,具有初速度的月球受到地球的引力,绕着地球旋转.由于,月球的速度方向或位移方向永远与地球对它的引力方向垂直,所以,地球的引力对月球是不做功的.