人走路什么为什么既做正功又做负功

Question

如题所述

Answer 1

人走路时地面的摩擦力对人做功吗？

战永杰

不少人认为：人从静止走动起来动能增加是地面摩擦力对人做功的结果，因为人是靠地面摩擦力作用而走起来的，而且地面给人的摩擦力方向与人行走的方向一致，所以摩擦力对人做功使人动能增加。这种说法对不对呢？首先我们运用能量转化和守恒的观点就可知这是不对的。假若地面的摩擦力对人做正功，依据能量观点可知，这意味着地面向人体输入能量，人可以不吃饭，不需要从食物中获取能量就可以走动起来了。按这样推理，汽车也可以靠地面的摩擦力（后轮受的摩擦力方向与汽车前进方向相同）做正功而获得能量，汽车也可以不用燃料了，只需地面供给汽车能量就可以前进了。这显然是违反能量转化和守恒定律的。

究竟人走路时地面摩擦力做不做功呢？这要从功的定义和人走路的具体过程去分析。我们知道：人的走路过程是脚蹬地—抬脚—迈步，脚蹬地时地面摩擦力作用在脚上，但脚没有离地也就没有位移，脚一旦抬起迈步，摩擦力随之消失。根据功的定义：功＝力×力作用的质点的位移，可以断定，无论脚蹬地时还是迈步时，摩擦力做功都等于零。可见人行走前进并非地面摩擦力做功，而是人体内肌肉的力（人体内力）做功的结果。人走动时动能的增加是人体内部生物化学能转化而来的。也许人们会问：如果说摩擦力不做功，可是没有地面摩擦力，人便不能行走，这又如何解释呢，这是因为地面摩擦力为人体肌肉施力做功提供了条件，使人体内力做功得以实现。所以人走动必须依靠地面摩擦力，至于摩擦力是否做功，只能根据功的定义确定。