我们在高中的物理课本中学到的一个知识就是功，其中有一个很常见的知识点就是当施加力的方向与位移的方向垂直的时候，这个力是不做功的，虽然这个知识大多数的同学都是知道的，但是其中的原理大家是不是也清楚呢?今天小编就给大家讲述一些力的做功的原理，在搞清楚了这些问题之后，大家就会明白为什么施力方向与位移方向垂直的时候此力不做功的原因了。

　　这个问题看起来似乎很简单，但是如果是初学者，也常常会困惑一阵，更有甚者，如果钻进了牛角尖，那么十头牛都拉不回来了。当力与位移垂直时不做功原因在于功的定义。下面，我就从功的定义开始，为大家解答一下这个问题。同时，讨论不做功的情况下，是否存在能量的消耗。

　　1、功的定义

　　我们从初高中接触到物理以后，就学过了什么是功，功的概念也是基础的一个概念。通俗地讲，功是物体受力后运动过程中这个力需要耗费的能量。在力学上，功是力与位移两个矢量的点乘，所以功是个标量。根据点乘的运算规则，功的大小就是力在位移方向的投影与位移的乘积。

　　2、垂直力不做功的解释

　　根据这样的定义，当力与位移垂直时，力在位移方向没有分量，所以不存在作功。到这，其实已经解答了你的问题。但是我想，你肯定也明白上面讲的内容，就是如何理解?实际上，物体受力的目的，是让物体发生运动，产生动能。但是，如果力与位移垂直，那么这个力就实际上是无用的，不产生能量。

　　实际上，一个物体如果只有一个力，那么它的运动轨迹必定不是与这个力垂直的。所以，存在力与位移垂直的情况，必定是有额外的与位移一致的力存在，如上图。所以，这个物体运动的动能是这个水平力T产生的，而不是垂直力F。

　　3、垂直力不做功就没有能量消耗吗?

　　高中物理老师说，我们走路的时候，提着水桶，虽然手很累，但是却没有作功。这就觉得很奇怪了，既然累了，为何没有作功呢?

　　原因在于我们前面讲的作功，都是针对的刚体。对于刚体来讲，物体是永远都不可能发生变形的。但是实际生活中，刚体是不存在的，物体受力后都会发生变形。如上图，葫芦娃拎着2个水桶，即使它是大娃金刚不坏，也会被水桶的重力压出一点点的位移，这个位移是重力方向的，所以产生了一点点的功。此其一，如下图。

　　其二，我们正常人走路，都不可能上下没有颠簸。水桶随着步伐一起上下颠簸，我们的手上的力就会忽大忽小(下图)，这种已经脱离了静载荷的范畴。动载荷的作用下，虽然水桶重力做功依然较小，但是动载荷作功是个持续的过程，累加起来做的功是相当可观的。

　　再次，涉及到物体的损伤理论。物体在力的作用下都会发生变形，物体内部物质重新布局。在这个过程中，某些地方原来有微小缺陷的，就会由于应力集中而发生损伤，表现为缺陷变大，直至断裂。这个损伤破坏的过程也是一个能量的消耗过程。人体肌肉骨骼同样类似。

　　第四，动载荷下，物体更加易疲劳。虽然应力没有达到其静载荷的极限，但是内部由于交替载荷已经被破坏了。实际上，动载荷将物体损伤的时间缩短了，基本原理同第三点。

　　4、总结

　　垂直力不做功的根本原因在于这个垂直力对这个物体运动没有“贡献”，不会让物体在原始方向速度增加。但是，实际中由于物体不是刚体，总会产生些许变形，从而在力的方向发生了位移，于是作功了。更进一步，由于材料的损伤会消耗掉一部分能量，这部分能量也是由这个垂直力作功来提供的。