使用 W = Fd cosθ 即时计算力所做的功。免费在线物理计算器,适用于功、力和位移问题。
功计算器使用基本物理公式 W = Fd cosθ 即时求出作用于物体上的力所做的功,其中力以牛顿为单位,距离以米为单位,角度以度为单位,结果以焦耳为单位。功是物理学中最重要的桥梁概念之一,将力和运动与能量联系起来——每当力使物体运动时,它就会传递能量,而这种传递的能量正是我们所说的功。
此计算器处理完整的公式,包括经常被忽视的角度项:输入施加的力、物体移动的距离以及力方向与运动方向之间的夹角,计算器就会计算出所做的总功以及有效力(实际对运动有贡献的力分量)。
功的计算贯穿物理学、工程学和日常活动:机械工程师计算电机和执行器所做的功,生物力学研究人员研究运动时肌肉所做的功,建筑工程师计算提升材料所需的功,物理学学生将其作为理解能量守恒的垫脚石。
一个人用绳子以30°的角度拉雪橇,雪橇在雪地上移动10米,施加的力为100牛顿。所做的功是 W = 100 × 10 × cos(30°) = 866 焦耳。如果同一个人完全水平拉绳子(0°),所做的功将增加到 W = 100 × 10 × cos(0°) = 1,000 焦耳。
此计算器得出的功值表明在给定距离上施加的力向物体传递(或移除)了多少能量。正结果意味着力为物体的运动增加了能量,而负结果(当角度超过90°时出现)意味着力移除了能量。 请密切关注与结果一起显示的有效力——这是您施加的力中实际做功的部分。如果有效力远小于总施加力,则意味着您的大部分努力在不利的角度下被'浪费'了。 当您的结果显示功为零,尽管施加了力且物体在移动时,请检查您的角度输入——力与运动之间90°的夹角在物理意义上总是产生零功。
输入力、移动的距离以及力与运动方向之间的夹角(若两者一致则为0°)。
| 活动 | 力 | 距离 | 角度 | 所做的功 |
|---|---|---|---|---|
| 举起10公斤的箱子1.5米 | 98 N | 1.5 m | 0° | 147 J |
| 推购物车20米 | 50 N | 20 m | 0° | 1,000 J |
| 水平提袋子20米 | 50 N | 20 m | 90° | 0 J |
| 以30°角拉雪橇10米 | 100 N | 10 m | 30° | 866 J |
| 硬拉杠铃0.6米 | 800 N | 0.6 m | 0° | 480 J |