秋千和空中悠繩也是雜技中的常見項目??吹诫s技演員在秋千上做著各種高難度動作,在為他們喝彩的同時,你會把蕩秋千和擺聯(lián)系到一起嗎?
其實,蕩秋千運(yùn)動類似于單擺運(yùn)動,其中包含哪些科學(xué)知識呢?你知道怎樣才能把秋千越蕩越高嗎?
能量轉(zhuǎn)化帶來的神奇
蕩秋千是一個動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程。
在這里,動能和勢能是一對關(guān)系很好的小伙伴。動能讓秋千“飛起來”,勢能讓秋千“落下去”。它倆具體是怎么轉(zhuǎn)化的呢?蕩秋千時,秋千從最低點到最高點,動能轉(zhuǎn)化成勢能;從最高點到最低點,勢能再轉(zhuǎn)化成動能。這對小伙伴不斷相互轉(zhuǎn)化,周而復(fù)始,直到秋千完全停下來。
怎樣才能蕩得高?
那么怎樣才能把秋千蕩得越來越高呢?
仔細(xì)觀察雜技演員的動作,你會發(fā)現(xiàn),隨著秋千的升降,演員反復(fù)在做兩個動作:起立和蹲下。這是為什么呢?秘密在重心上。
當(dāng)秋千蕩到最高點時,人從蹲下狀態(tài)站直身子,這個過程中,重心升高,人體獲得更高的勢能;而當(dāng)秋千蕩到最低點時,人從站直狀態(tài)蹲下,這個過程中,重心降低,勢能轉(zhuǎn)化為動能,人體就會獲得更大的速度,使秋千上升得更高。這樣循環(huán)往復(fù),秋千的總能量越積越多,自然也就越蕩越高了。
把科學(xué)帶回家
擺的能量去哪兒了?
自由擺動時,整個秋千相當(dāng)于一個擺??墒撬粫肋h(yuǎn)“動”下去,最終要停下來。那么,它的能量去哪兒了呢?
建議在成人指導(dǎo)下進(jìn)行
你需要:橡皮筋,細(xì)線(1m),有彈力的小球,膠帶,門框。
第一步:把細(xì)線系在橡皮筋上。
第二步:把橡皮筋在小球上繞兩圈兒,確保細(xì)線連在小球上。
第三步:把細(xì)線的另一端粘在門框上面。觀察小球來回擺動。
第四步:現(xiàn)在,站在距離小球20cm遠(yuǎn)的地方,不要動。把小球拉到你的鼻尖處,然后放手。小球蕩回來,是否碰到了你的鼻尖呢?
揭秘:擺的一部分能量被用來推開空氣。由于它返回時的能量減少了,所以無法達(dá)到原來的高度,小球也就無法碰到你的鼻尖了。