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物理樂園>運動與力學>不會累的單擺
(原館內B-07力學能量守瓻)
單元名稱: 不會累的單擺
國中級

單擺怎麼都不累?



試試看,小青蛙到底能擺多久

多媒體影視,詳見下方說明

觀察由一固定高度落下單擺會擺回同一高度,故可知動位能總和恆定


  物體在運動時,位置和運動的能量之和是一定的。



  把球在形狀不同的鐵軌上滾動,確定球的出發點和終點高度相同時,能量也一定。當球體自由滾動時,若忽略摩擦力,無論在任何位置,位能與動能的和保持一定,這就是「能量守恆」。





《小常識》 雲霄飛車就是根據力學能量守恆定律而運動的喔。



  你是否曾想過?!當你在乘坐雲霄飛車從高處快速奔馳時,為甚麼雲霄飛車不需要引擎來推動?



  其實能量可以有許多種不同的形態,例如動能、位能、聲能和熱能等。當你乘上雲霄飛車,藉著機械和齒輪的推動,雲霄飛車會被帶到很高的位置。相對於地面,雲霄飛車有很大的位能。離地面越高,位能越大。在經過了最高點之後,雲霄飛車便開始下滑,速度和動能逐漸增加。基於能量守恆定律,位能會減少,並轉化為動能。



  當雲霄飛車經過了第一個「山谷」時,它具有很大的動能,所以仍能衝上第二個「山」。根據能量守恆原理,雲霄飛車可以攀上的高度,與起始滑下時的高度一樣。但是,由於機件之間的磨擦,產生熱能的消耗,造成雲霄飛車的總機械能量便會減少。因此,許多雲霄飛車軌道的第一個「山」是最高的,之後的便越來越矮。


動位能轉換示意圖


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