摆锤动能计算器

摆动的摆锤不断在重力势能与动能之间转换。在两端的折返点，摆锤会瞬间停下，因此速率和动能为零，而重力势能最大。当摆锤向平衡位置下落时，重力使其加速，将储存的势能转化为运动。在最低点，理想摆的速率最大，因此动能也最大。本计算器根据摆锤质量和测得的瞬时速率，使用动能等于质量乘以速率平方再除以二的公式求解。 质量必须以千克输入，速率以米每秒输入，所得能量单位为焦耳。由于速率被平方，速率加倍会使动能变为四倍，而质量加倍只会使结果加倍。该公式适用于紧凑摆锤的平动，不单独计入有一定尺寸的刚体的转动能、空气阻力、支点摩擦、摆线弹性或有质量摆杆的运动。对于使用小而密实的摆锤和轻绳的课堂实验，这些省略通常符合标准单摆模型。 机械能守恒时，也可根据释放高度预测同一结果。从静止释放的摆锤损失的重力势能等于质量乘以重力加速度，再乘以竖直下降高度。在理想系统中，这部分损失等于最低点的动能。真实实验中测得的值通常略小，因为阻力和摩擦将能量耗散为热和声音。因此，将根据速率算出的结果与根据高度作出的预测比较，是估计实验能量损失的有效方法。 应使用所关注位置的瞬时速度，而不是整个摆动过程的平均速率。光电门、视频跟踪或运动传感器均可提供合适的数值。保持单位一致，并使用总运动质量，包括随摆锤一起移动的附件。结果由输入确定，适合核对作业、规划实验测量、估算碰撞能量，或探索质量与速度对摆动的影响。