摆 体

实验 34 材料

摆 体 - 图1 绳子(大约 80 厘米长) 摆 体 - 图2 重物(例如铝坠)

摆 体 - 图3 两把椅子 摆 体 - 图4 扫帚

摆 体 - 图5 一本书

用扫帚做支持摆动物的材料。

把两把椅子背靠背地放置,中间相隔大约 90 厘米的距离,把扫帚横架在两把椅子背上,使之成为一个支持悬挂物的横杠。下一步,把绳子的一端紧紧拴在扫帚把的中间部分,使绳子结在横杠的下方。把铝坠拴在绳子的另一端,使铝坠稍稍高出地板,将多余的绳子剪掉。把铝坠拉向一端,并且放开后,这个重物将按照固定的节律来回摆动。重物摆一个来回所花费的时间被称做摆动的周期。

直立一本书,作为起点标志。

把一本书直立在地板上,作为重物摆动的一个起点标志,拉过重物,使之靠在书上,然后将其放开,重物将来回摆动。尽管它可以摆到离书很近的地方,但它不会碰到书上。

当一个重物被拉起到一定的位置的时候,重力作用使这个物体具有势能,当重物被放开后,势能就被转换为动能。这就使重物能够沿弧线摆动。当摆动到最高点时,重物将在最高点停留瞬间,这时,动能又被完全转化成势能。这种能量的相互转化一直在交替进行着,当摆动物从最高点到最低点时,它的摆动速度从最小变成了最大。如果不存在摩擦力和空气阻力的话, 这个摆动现象将永远持续下去。而实际上摆动的铝坠一经从书本上离开就再也不能碰到书本了。