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  • 1 # 冬哥搜影視

    為了回答這個問題,專門請教了在物理系教學的哥哥。他和我提到了機械能守恆這個名詞,物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能,勢能可以是引力勢能、彈性勢能等。只有在重力(或彈簧的彈力)做功的情形下,物體的重力勢能(或彈性勢能)和動能發生相互轉化,但總機械能保持不變。儘管鐘擺擺弧的中點準確地反映了鐘擺的位置,但是事實上鐘擺在中點只停留非常短的時間。相反,它常常不間斷地朝著鐘擺弧度的最高點擺去,然後反向擺離。然而不可避免的是,鐘擺遲早會朝著中點擺回。而事實上,是朝著端點擺動這種物理運動本身,提供了鐘擺擺回的能量。原來的靠重力擺動的鐘擺是靠"重力勢能"和"動能"相互轉化來擺動的,簡單的說,如果你把鐘擺拉高,由於重力影響它會往下襬,而到達最低位置後它具有一個速度,不可能直接停在那(就好象剎車不能一下子停一樣),它會繼續衝過最低位置,而擺至最高位置就往回擺是因為重力使它減速直到0,然後向回擺(就象往天上仍東西,它會在上升中減速到0,然後落下).如此往復,就不停的擺動了. 按照上述,鐘擺可以永遠擺下去,但由於阻力存在,它會擺動逐漸減小,最後停止.所以要用發條來提供能量使其擺動.只要它永遠不停下來,它的每次擺動的弧度是一樣的。

  • 2 # COM

    當鐘擺擺到最高位置時,它的速度為0,此時它受到向下的重力G以及擺臂方向的拉力F1,由於這兩個力方形不一致,共同作用會產生一個垂直與擺臂的力F2,這樣F2就牽引著鐘擺開始往F2方向加速運動。

    當鐘錶在最低點時,G=F1,F2=0,此時鐘擺還有F2方向上的速度,會繼續往前執行,而這個時候G和F1產生的力F2與運動方向相反,鐘擺做減速運動,直到速度為0時停止。此時鐘擺的位置有到了高點,將會重複以上過程的運動。

    以上過程在不考慮阻力及齒輪間的摩擦力時,將會無休止的重複運動,但現實往往跟我們想象的不一樣,在阻力及齒輪間的摩擦力的作用下,擺動的幅度將會越來越小,所以需要外力來補償損失掉的力,使鐘擺每一次都能到達相同的位置,這也是為什麼鐘錶需要上發條(電池)的原因。

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