关于任何机械都不省功的问题

tntk · 发表于 2013-4-24 08:29:02

本帖最后由 tntk 于 2013-4-24 08:32 编辑

初中物理：任何机械都不省功，都存在效率问题，效率不可能超过100%。这个是没错的。

骑自行车与跑步相比，我感觉做功要比跑步少。这个估计我是错了，但不知怎么错的？
初始条件：假设跑步与骑车速度相同，在平地上运动相同的距离，忽略掉空气阻力（假设顺风，风速与骑车和跑步相同）。
人要克服的是地面对人的摩擦力做功，自行车克服地面对自行车的摩擦力做功，显然滚动摩擦的自行车受力更小。
运动距离相同，克服的阻力自行车小，很显然人骑自行车做功更少。请大家看看我哪里错了？？

自行车内部是存在摩擦力，有一些无用功，但我更认为这些无用功加上有用功仍然小于跑步做的功（假设自行车的性能非常好，是你能想到的最好的自行车）。

补充内容 (2013-4-26 08:20):
有人认为跑步抬腿，做了太多无用功，那么是否可以认为，把跑步改成走路，走路时脚离地面的距离最小而不存在摩擦力，这样相同的位移和速度人走路比跑步做功少。这样走路难道就轻松吗？

eltb · 发表于 2013-4-24 08:43:00

楼主逻辑错误，偷换了概念。

任何机械不省功，替换成使用机械（自行车）比不使用机械（跑步）省功。

君千殇 · 发表于 2013-4-24 08:46:35

人在跑步时要不停地抬脚，这样脚的重心就不断的被提高再降低。脚的重力势能在重心提高时增大，此时需消耗一定量的生物能，但当重心降低时，重力势能降低了却不能转化回生物能，这部分的重力势能被浪费掉了。也就是说抬脚时所消耗的能量全部耗费掉了。但自行车行进时其重心与地面的距离是保持不变的，所以这种运动是不需要消耗能量来提高其重力势能的。所以虽然自行车在行进中因摩擦力的因素要多消耗一定的能量，但相对步行时重力势能的消耗而言，是很少的。所以，自行车这种机械并没有省功，只是相对不用机械要做更少的无用功而已。

mfka · 发表于 2013-4-24 08:49:13

转帖
简单机械省里不省功才对啊，怎么会省力又省功呢？自行车将水平方向的阻力降至很小水平，所以只需在这个方向上施很小力就可以前进了；而人步行时除了要克服在前进方向的阻力外，双腿还要用很大的力量来支撑身体的重量，否则人就会跌倒，而骑自行车时人是坐着，双腿不必提供过多的支撑力量，只是一点保持稳定、平衡的力量就可以了。
在平直公路上骑车时，人体的重心始终位于同一高度，且车前进是靠车轮的滚动，除空气的阻力外、，只需克服较小的滚动摩擦。而人走路时，后脚蹬地重心升高，步行者要克服重力做功，前脚落地重心降低，重力势能转化位其他形式的能浪费掉。虽然自行车的传动机械是费力机械，但在平直的路上蹬车的力一般小于步行时脚蹬地的力，又由于脚蹬踏板一周，车轮可以向前滚动几周，同走路相比，若前进的距离相同，骑自行车人腿屈伸次数少的多。因此骑自行车比步行省力又省功。

仪喜芦 · 发表于 2013-4-24 09:00:51

也得考虑受力部位

四少爷 · 发表于 2013-4-24 09:13:27

省力不省功。

雨玻色 · 发表于 2013-4-24 09:32:54

恩恩，克服重力做工是重点，人的足部与地面的接触通常是静摩擦。

会飞的虫呙牛 · 发表于 2013-5-5 09:13:46

效率不同而已

wryp · 发表于 2013-5-5 20:57:08

功是作用力与作用力方向距离的乘积。

把一桶水放在轨道上推，用的力是F，推了L米，作的功为F*L
你提着一桶水走了L米，忽略空气阻力，你很累对吧，但你对水桶做的功几乎为0！

信不？

wryp · 发表于 2013-5-5 21:04:19

其实物体发生位移，真正是物体位移的功，只有在物体加速的时候，加速到稳定速度后，力为零，做的功为零。为什么人们觉得累？那是在克服各种阻力。对于车辆来讲，就是滚动阻力、迎风阻力、坡道阻力、机械摩擦阻力。。。。。。。。。

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