本活動以攤位形式進行,為學生提供「永動機」的物理學實驗體驗。學生體驗永動機的不同形式,過程中可知「永動」並非「永動」的因由,讓學生體驗牛頓力學的美妙與應用。
牛頓擺球並非真正的永動機,它無法永遠擺動。
它利用能量守恆定律和動量守恆定律來演示物理原理,
但實際運行中會因空氣阻力、繩子與支架之間的摩擦力而損失能量,最終停止擺動。
在沒有阻力的理想環境中(如電腦模擬),牛頓擺才能實現無限循環。
牛頓擺球原理
能量守恆: 能量在重力位能和動能之間轉換。當球被抬起時,儲存勢能;當其落下時,勢能轉化為動能。
動量守恆: 當一個球與靜止的球發生完全彈性碰撞時,它會將動量和能量幾乎完全傳遞給最後一個球,
而自身則靜止下來,因此最後一個球會以與初始球相同的方式反彈。
為何牛頓擺不是永動機
能量損失: 在現實世界中,有許多因素會導致能量損失,包括空氣阻力和繩子與支架的摩擦力。
理想環境: 只有在理想化的、沒有任何阻力的環境中(例如電腦模擬器),
牛頓擺才能像永動機一樣永遠擺動下去,因為能量不會損失。
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