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机器人技术等级考试|一个有趣的弹珠实验就能解释能量的转移

牙牙编程启蒙 2018-12-05 13:23:27


去公园玩的时候,Rocky小朋友看到一块大石头跃跃欲试,结果当然是...搬不起来了...

我说:你做了无用功。


旁边还有小石块,他一手就捡了起来。

我说:你做了有用功。


在这过程中,Rocky小朋友都用了力,但是有些有效,有些却是无效的。


· 什么是功 ·


先来看个关于功的音乐视频吧。



当一个力作用在物体上的时候,如果这个力让物体在这个力的方向上移动了一段距离,那么这个力的作用就显示出了成效,在力学里就说这个力做了功。


功的大小乘以力的方向上移动的距离


所以当Rocky小朋友搬大石头却搬不动的时候,石头没有发生位置的变化,距离为0。功的大小也是0,所以他等于没做功。


在之前介绍的杠杆里,可以发现:只要省力就会费距离,费力就会省距离。


· 什么是能量 ·



一切物质都有能量。


能量以不同的形式存在,能量有:动能,势能,热能,电能,光能等等。


这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或者化学反应而进行相互转化。


比如我们吃东西是食物经过消化吸收后把化学能量转换成另外一种形式的化学能。


在新陈代谢时,再把化学能转化成生命需要的能量。


总之,能量不会凭空消失,也不会凭空产生,他只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总和保持不变。




这就是著名的能量守恒定律。


· 能量转移·


了解了什么是能量是可以相互转移之后,来玩个游戏加深理解吧。


我拿出了一根木制轨道和几个弹珠。


在轨道的中间我放了几粒弹珠,然后我把一粒弹珠放在边边。


我还没来得及问Rocky小朋友如果我把弹珠放开,碰到中间的弹珠会怎样,他就迫不及待的要玩了。



另我们惊奇的是,无论有多少个弹珠,当我们放下弹珠他滚下去的时候,总是只有另外一边最外面那颗弹珠被弹出去,然后回来。


而且,因为弹珠被弹开,最后他们并没有回到中间位置,我也顺势说明,能量的一小部分会转化成其他,所以永动机是不存在的~



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