擺錘動能計算機

擺動的擺錘持續在重力位能與動能之間轉換。在兩端的轉折點，擺錘會瞬間停止，因此速率與動能皆為零，重力位能則最大。當擺錘向平衡位置下落時，重力使其加速，將儲存的位能轉為運動。理想擺在最低點達到最大速率，因此動能也最大。本計算機根據擺錘質量與量測到的瞬時速率，使用動能等於質量乘以速率平方再除以二的公式求值。 質量須以公斤輸入，速率須以公尺每秒輸入，能量結果的單位為焦耳。由於速率需平方，速率加倍會使動能變為四倍，質量加倍則只會讓結果加倍。此公式適用於小型緊實擺錘的平移運動，不另計有尺寸剛體的轉動能、空氣阻力、支點摩擦、繩子彈性或有質量擺桿的運動。課堂實驗使用小而密實的擺錘及輕繩時，這些省略通常符合標準單擺模型。 若機械能守恆，也可由釋放高度預測相同結果。從靜止釋放的擺錘損失的重力位能，等於質量乘以重力加速度及垂直下降高度。在理想系統中，這項損失等於最低點的動能。真實實驗量得的數值通常略小，因為阻力與摩擦會將能量耗散為熱與聲音。因此，比較依速率算出的結果與依高度得到的預測，可用來估計實驗中的能量損失。 請使用關注位置的瞬時速度，而不是整段擺動的平均速率。光電閘、影片追蹤或運動感測器皆可提供適當數值。保持單位一致，並使用總運動質量，包括隨擺錘一起移動的附件。結果由輸入值決定，適合核對作業、規劃實驗量測、估算碰撞能量，或探索質量與速度如何影響擺動。