* ポテンシャルエネルギー(PE): スイングの最高点では、振り子には最大のポテンシャルエネルギーがあります。これは、最低点(平衡位置)に比べて最高点にあるためです。 ポテンシャルエネルギーは、地球の重力場における振り子の位置のために保存されます。
* 運動エネルギー(KE): 振り子が下に向かって振ると、そのポテンシャルエネルギーは運動エネルギーに変換されます。これが運動のエネルギーです。振り子の速度は増加し、スイングの底に最大の運動エネルギーを持っています(平衡位置)。
* エネルギーの保存: 摩擦または空気抵抗によるエネルギー損失がないと仮定して、システムの総機械エネルギー(PE + KE)は一定のままです。振り子のエネルギーは、潜在的なエネルギーと運動エネルギーの間で継続的に前後に移動していますが、エネルギーの総量は同じままです。
もっと詳細な説明:
1。最高点から始まる: 振り子は休息しており、最大のポテンシャルエネルギーとゼロ運動エネルギーがあります。
2。下向きにスイング: 振り子は動き始め、潜在的なエネルギーを失い、運動エネルギーを獲得します。速度は揺れ動くと増加します。
3。下部: 振り子は最大速度に達し、最大の運動エネルギーと最小ポテンシャルエネルギーを持っています。
4。上向きにスイング: 振り子は遅くなり、運動エネルギーを失い、潜在的なエネルギーを獲得します。
5。反対側の最高点で: 振り子は、最大のポテンシャルエネルギーとゼロの運動エネルギーで再び休息します。
6。サイクルが繰り返されます: 振り子は振動し続け、エネルギーは潜在的なエネルギーと運動エネルギーの間で絶えず変化します。
重要な要因:
* 振幅: その平衡位置から振り子の最大変位はエネルギーレベルに影響します。振幅が大きいほど、最高点でより多くのポテンシャルエネルギーと、最低点でより多くの運動エネルギーを意味します。
* 摩擦と空気抵抗: 実際には、ピボットポイントでの摩擦と空気抵抗により、ある程度のエネルギーが失われます。これは、振り子の振動が時間の経過とともに振幅が徐々に減少することを意味します。