物理疑惑当年一直想问物理老师一个问题,但因为高考不会考,况且成绩一般。所以没敢问。问题缘来如下:我

物理疑惑当年一直想问物理老师一个问题,但因为高考不会考,况且成绩一般。所以没敢问。问题缘来如下:我背着书包走在平坦的路上,如果理想化,把书包受力方向看做竖直向上,而书包的位移方向明显与力方向垂直,对于这种情况,人对书包做无用功消耗的能如何求?如果不妥当,换个设想情景,如一架航天飞机飞翔在天空,飞行阻力忽略不计,飞机的升力恒定,这种情况如何求飞机的升力对飞机重力做的无用功所消耗的能?由于当年没学动量守恒的那本书,不知此题能否用动量守恒直接求解?而不是用 (无用功=总功-有用功)求高手解答我心中长久的困惑

这种情况,不是物理问题。
你的书包问题是比较典型的。人背着书包平行移动,或者干脆就不动,从物理上来讲,没有做任何功。但人仍然会感觉到累。这不是因为人对书包做功,而是因为人需要维持生理机能,而必须消耗能量。首先,人什么事都不干,就需要消耗能量维持身体的基本代谢需求(基础代谢)。要保持直立,就需要维持腿部、腰部等肌肉的收缩(人站着也需要不断调整肌肉的力量来维持平衡,否则会倒)。背书包或者其他重物的话,相关的肌肉也必须工作,从而加大能耗。这些能耗其实都是因为生物特性才造成的。从效率上讲,人(包括所有动物)的机械效率都是很低的。这个的计算现在也是可以做的,是根据实验测量出人体的代谢率等基础参数来计算。
至于飞机平飞时的耗能,是可以计算的,流体力学有相关的计算方法。另外飞机平飞的空气阻力是不能忽略的,因为升力和阻力实际上是有关联的,没有阻力,也不可能有升力了。
另外,物理学上没有:无用功=总功-有用功这种公式,因为物理上不会有无用功的说法。这些问题和动量守恒也没有直接关系。
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第1个回答  2013-11-02
一般会把书包和人会看作一个整体,要明确研究对象,题目是理想的,还有重力,水平方向上二力平衡,你也说到受力方向与位移方向垂直,书包在力的方向上没有位移,所以从物理的角度讲作功为0,人会累不需要考虑,比方说我推你一下,不需要考虑在此过程中内脏所做的功。
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