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剛體的旋轉運動:能量守恆

描述

P1.4.6.1馬克斯威爾的轉輪

P1.4.6.2馬克斯威爾的轉輪:利用超聲波運動感應器進行記錄和評估

能量守恆定律指出,在封閉系統中,能量的總量隨著時間保持不變。在這個系統中,能量可以轉化為不同的形式,例如從潛能轉換為動能。然而,在日常生活中(包括實驗中),能量似乎會消失。這是因為能量轉化為一種未被考慮的形式,比如摩擦力產生的熱能。

實驗 P1.4.6.1 用於研究麥斯威爾轉輪的能量守恆。在實驗中,由於轉動運動(Erot)和平移運動(Etrans),潛能能量Epot轉變為動能Ekin。通過測量不同高度的時間和速度,可以確定麥斯威爾轉輪的慣性。有了已知的慣性,可以計算出重力加速度。

在實驗 P1.4.6.2 中,則研究了麥斯威爾轉輪的能量守恆。利用超聲波運動傳感器測量位置和速度,這些數據是計算動能所需的基礎。

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