能不能建立一個摩擦勢能的概念?
物體在高處有高度可以利用重力來做功,物體具有重力勢能,那麼物體在另一個表面粗糙的物體上也有距離可以利用摩擦力做功,那麼能不能建立一個摩擦勢能的概念呢?
摩擦力做功與路徑相關。假如要定義摩擦勢能,就要用從基準點到某點摩擦力做的功來定義,而到某點的功不是唯一的,是隨路徑變化的,因而不能按照這樣的方式定義出摩擦勢能。同樣的道理,也不能定義一個勢函數,它的梯度是摩擦力。實際上,我們甚至不能把摩擦力看成一個場,因為摩擦力不僅與位置有關,還與物體的速度方向有關。
由於摩擦力(更廣義來講阻力)一般只與速度相關,我們可以考慮一個函數,它對速度的梯度是摩擦力,這確實是有用的,但已經與題主所想的勢能相差甚遠。
摩擦力是耗散力,不是保守力,做功和路徑相關
不能,摩擦力不能構造力場,更不可能是旋度為零的力場。旋度為零的力場才能構造對應的勢場。
非專精研究者不敢亂定義,就只說下我個人的炮灰推導供題主參考吧
國際慣例先找度娘明確一下我的基本概念界限。
勢能:相互作用的物體憑藉其相對位置而具有的能量(能量(energy):1.二維質量的時空分布可能變化程度的度量;2.物理意義上四維空間度量的一個物理量)
摩擦力:阻礙物體相對運動(或相對運動趨勢)的力。
重力:物體由於地球的吸引而受到(於地面附近)的力
題主大概是希望借用重力勢能概念框架,建立一個摩擦力類概念。這樣的話也就是要求二者具有互通的承重骨骼要素(廣義)或大致相同的概念走勢(宏觀)。
重力勢能概念本身就建立在地表附近這一特定條件中,展現的應是二維概念中的物理量們在在三維空間里的變化度量,而重力的實質又僅代表了,體現於質量物理的單向力,有點像是單點射線的樣子。
重力勢能:物體由於被約定舉高而具有的能(gravitational potential energy)
對於百度百科的這個解釋我也不知道怎麼用才好,乾脆就列出三種解釋方便自己使用。
1.相對距離的質量物體運動時與來自地面附近的推力相互作用,並沿時間空間平滑運動過程中可能產生運動軌跡變化程度的度量。
2.位於相對高度距離的質量物體在處於接近地面運動過程中,物體本身由質量產生的重力大於與來自地面的推力(阻力)從而轉化成的重力加速度。
3.重力因素導向的相對運動,三維空間環境中的各個變數對相對作用物體雙方分別產生的影響動量。
從概念範圍來看摩擦力與萬有引力應該屬同維概念,那為啥不改名叫萬生摩擦力啥的啊==
以摩擦力建立勢能概念的話估計要叫摩擦力類勢能,其中至少得包括
1.反作用力摩擦勢能 (相互作用的某維度物理量之間,因反作用力使之各自產生的運動狀態形式及其程度的變化度量)
2.反作功勢的摩擦勢能(相對運動的物體間發生接觸時,與之產生的各種摩擦力由該運動過程中對該環境維度各成分分別產生的有害摩擦動量和有益摩擦動量)
3.阻力摩擦勢能(相對運動的質量物體運動途中,可能對其原作用力質量,做削減或偏移,致原作用力速率·狀態·方向·趨勢等物理量做出改變的致變阻力的各種量。)
4.相互作用範圍摩擦勢能(相對運動的質量物體其本身的帶有的物理量屬性變數和相對運動趨勢可能會使其產生的摩擦力的各種趨向性物理量變化的環境維度各成分變數)
謝邀。題主腦洞很大啊。。。。。(雖然我當年好像也想過這玩意兒) 雖然拿兩個力作比較彷彿很有道理。。。。但是很明顯不行吧(至少我天真的這麼認為)勢能的話應該是跟保守力有密切關係,而摩擦力是典型的非保守力。即使一定要建立這個概念的話,後續也會遇到很多問題,比如系統內能量的轉化可能不守恆(摩擦力做的功變成內能之類的),會在計算中間遇到困難的。。。。。最多自己像這樣理解,但是最好不要指望能把這個當成新的定義或方法。 附:對這方面了解不是很深入,不對指出歡迎指出。
保守力才能提勢能,摩擦力哪來的勢能…
其實可以這麼看。你舉高物體做功,能量作為勢能儲存了起來,鬆手物體下落勢能會還原成動能。但摩擦的時候儘管你做功了,但這些功只會變成熱能然後散發掉,並不能儲存。停止摩擦後之前消耗的功也無法重新轉換成動能,所以談不上「摩擦勢能」一說。
推薦閱讀: