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动能定理的公式是如何推导出来的

栏目:数码科技

作者:B姐

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时间:2024-02-18 15:56:43

动能定理的公式可以通过力学原理和运动学原理推导得到。

假设一个物体的质量为m,速度为v,它受到了一个力F作用,这个力使得物体运动发生改变。如果物体从初始位置开始移动并且一直加速到终点位置,则可以应用牛顿第二定律:F = ma (F表示力,m表示物体的质量,a表示物体所受到的加速度)。

根据运动学原理,物体的位移s等于速度v与时间t之积再加上加速度a与时间t平方之积的一半:s = vt + 1/2 at^2。

将牛顿第二定律中F = ma带入到公式中可得:

Fs = mas = mavt + 1/2 mat^2

根据牛顿第一定律和能量转换定律,当一个物体受到外力作用时,它的动能会发生改变。假设初始时刻物体的动能为K1,末时刻物体的动能为K2,则有:

K2 - K1 = Fs

将上述公式代入上面推导出来的牛顿第二定律公式中可得:

K2 - K1 = 1/2 mv^2 - 0

因此,我们可以得出经典力学中常见的动能定理公式:

K2 - K1 = 1/2 mv^2

其中K表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。这个公式表明了在物体受到外力作用时,它的动能会随着速度的变化而发生改变。




动能定理可用功的公式W=FS,牛顿第二定律F=ma和匀变速运动公式末速平方减初速平方等于二倍加速度与位移的乘积,用以上三个公式便可推出动能定理。




给你一次严格的推导,因为dw=Fds,又因为ds=vdt,牛顿第二定律写成F=mdv/dt。所以dw=(mdv/dt)vdt。把dt消去得dw=mvdv。两边积分得w=1/2mv^2。

动能定理的公式是如何推导出来的