机器人等级考试-秋千和单摆的能量转换

发布日期:2019-07-12 19:19:23 作者:开智科教

稳定性分析
 
每个物体都是由简单的图形构成的,也就 是说物体的每个面都是由圆,三角形,四边形 和多边形构成的。
 
三角形有着稳固、耐压的特点。三角形框 架、起重机、三角形吊臂、屋顶、钢架桥中都 有三角形的身影。
 
三角形稳定性分析:任取三角形两条边, 在两条边角度不变的情况下,在两条边的非公 共端点连接第三条边。
 
因为第三条边不可伸缩或弯折,所以两 端点距离固定。按照相同的方式任取两条边 都符合上述情况。所以三角形固定,具有稳 定性。
 
一个结构是否稳定,除了考虑结构外,还要考虑放置的位置和物体的重心。总体来说要符合以下原则:
①与地面接触面积越大,物体越稳。
②重心越低,物体越稳。
③通过重心作竖直向下的直线与地面 的交点,如果在接触面上,则物体较稳; 如果在接触面外,物体不稳。
 
一切物质都具有能i,能量以多种不同的 形式存在;按照物质的不同运动形式分类,能 量可分为机械能、化学能、热能、电能、辐射 能、核能、光能、潮汐能等。这些不同形式的 能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互 转化。
 
秋千中涉及的能量转化是动能和势能之间 的转化。
 
动能是物体在运动时具有的能。
 
势能包括®力势能和弹性势能。取力势能 是物体_于被举高而产生的能S。弹性势能是 物体由于弹性形变而产生的能。
 
机械能是动能和势能的总和,两者之 间的转化关系:当物体下落时,高度越小, 那么它的重力势能就越来越小,但是物体的 速度会越来越快,动能也就越来越大。如 果不考虑空气阻力的话,机械能是不变的, 重力势能减小的部分都变成了动能。
 
在荡秋千时,从最低点到最高点的过程中, 速度越来越小,而高度越来越大,这时动能转 化为重力势能;当到达最高点时,速度为零, 动能为零,全部动能转化为重力势能。从最高 点下降到最低点的过程中,速度越来越大,而 高度越来越小,这时重力势能转化为动能,到 达最低点时,速度最大,动能最大,重力势能 最小。
 
荡秋千时的能量变化如下所示。
 
高度:最低点一最高点一最低点 速度:速度最大一速度为零一速度最大 能设:动能最大一势能最大一动能最大势能会消失,它会从一种形式的化他形式,成者从一个 物体的移到另一个物体,转化和转移的过H中,能W的总和保持不变.
 
2.5单摆

 
玩秋千的时候我们可能会发现秋千摆动 的幅度越来越小,但摆动一周的时间却没有 跟着变短,时间始终是差不多的,这是为什 么呢?
 
因为秋千是一个近似的单摆运动(单摆是 摆动角度小干100的小幅度摆动),单摆运动 的周期T和摆动的幅度以及小朋友的觅最无关, 而只与单摆的摆长L (秋千绳索的长度)和重 力加速度g有关(如果只是在地球上进行单摆 运动的话,可以认为g也是一个常fi)。
 
单摆周期公式:
r=Hi
 
现在人们公认是伽利略发现了单摆的等 时性原理。伽利略在比萨教堂里注意到一盏 悬灯的摆动,随后用线悬铜球作模拟(单摆) 实验,确证了微小摆动的等时性以及摆长对 周期的影响,由此创造出脉搏计用来测i短 时间间隔。尽管在伽利略之前的好几个lit纪 中,等时性早已为阿拉伯人所熟知,但以科 学的态度去研究这一现象的科学家还是首推 伽利略。虽然伽利略在1602年注意到单摆运 动的等时性,不过他误认为大摆动的条件下 等时性也是成立的。而S早系统地研究单摆 的是惠更斯,并且他使用无穷小的几何方法 推导出了钟摆的周期公式。
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