用蓮蓬頭和玩具水車也能學物理?從玩具開始的「能量」入門(乒乓槍)

逐工攏是實驗室,我是科學教練桑子研。

「能量」這兩個字,咱逐工攏咧講,但是若有人問你「能量到底是啥物?」你敢有法度隨口回答?理化課本定定講能量就是「做功的能力」。講實話,這个定義聽起來有影是有夠抽象,真歹想像。

所以,今仔日我想欲用咱逐家攏看過的「水車」仔,將遮个看袂見的能量「變予你看」。無論是運動能量(動能)、重力位能,猶是彈性位能,遮的「力學能」其實攏會使串成一个精彩的故事。咱做伙來體驗科學的趣味,請先看這支精華影片:

紲落來,咱就一步一步,將這三種能量拆解予你看。

衝力變做工!「運動能量」

首先,咱來看物件咧振動、咧走的時候所具備的動能。為了欲解釋這个概念,我共蓮蓬頭的水開予大,對水車的側邊共伊噴落去。

當蓮蓬頭的水挵著水車,水車就開始轉到誠猛。這看起雖罔是真平常的代誌,但是在物理學家的目睩內,這是真有意思的現象。這就是「咧振動的水」所帶的能量,轉換成「予水車轉動」的這項工作。

我實驗是用這款水車仔:

水車仔(Amazon)

愈高就愈有力!「重力位能」

再來,咱看物件懸低位置所帶來的重力位能。這擺,咱改用自來水龍頭流落來的水來灌水車。你會發現,只要調整水車的懸低,轉的速度就差誠多。水對愈懸的地方流落來,能量就愈強,挵著水車的力量就愈大。這就佮咱水庫「水力發電」的原理是一款的。

閣有,水量愈大,水車就轉愈緊。這也予咱一个思考的方向:就像電學講的「電流(水量)×電壓(懸度)=電力」。能量會使變換不同的形體,來支持咱的生活。

這篇文章內底,閣有分享按怎在洗面盤做這个簡單的實驗:

高いほどパワーアップ!?水車のおもちゃで学ぶ「位置エネルギー」

縮起來的發條有夠猛!「彈性位能」

最後,是當物件變形、想欲變回原狀時所產生的彈性位能。為著欲說明這點,我揣著一个「神物」,就是這支透明的彈簧球槍!

乒乓球槍

這支槍上讚的地方,就是你可以清楚看見彈簧縮起來的樣相。當你共彈簧壓予緊,能量就「藏」在內底。手指頭仔一扣,遮的能量就瞬間放出來,共乒乓球噴出去。

「運動」、「位置」、「彈性」。名雖罔無仝,但講到底攏是「做功的能力」。看著水車咧轉、彈簧跳起來的瞬間,希望逐家會使感受到課本文字之外,那種真正科學的趣味。

生活當中其實藏真多「看不見的能量」,逐家做伙來揣看覓喔!

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