当一个恒力作用于一个以恒定加速度运动的物体上时,力的功率是恒定的吗?如果不是,为了使功率恒定,力应该如何随速度变化?
设外力为$F$,物体的速度为$v$。
已知功率的表达式为,$P=\frac{W}{t}$
其中$W$→功
$t$→时间
所以,$P=\frac{W}{t}=\frac{F\times d}{t}$ [因为功$W=F\times d$]
或$P=F\times\frac{d}{t}$
或$P=F\times v$ [因为速度$v=\frac{距离}{时间}=\frac{d}{t}$]
这里我们看到$P\propto F$和$P\propto v$
并且$F\propto\frac{1}{v}$
已知外力$F$恒定,加速度$a$恒定,因此速度会不断增加,我们发现外力与速度成反比,因此为了保持功率恒定,外力$F$应该减小。
广告