荡秋千中的科学原理是什么

荡秋千是很多人喜欢玩的运动，但是有很多的人都不知道荡秋千有什么科学原理。下面是本站小编为你精心推荐的荡秋千科学原理，希望对您有所帮助。

会荡秋千的人，荡到高处时会突然下蹲使身体的重心下降 加速秋千的下落;在摆到最低点时，你的身体又开始慢慢站立， 同时两手用力地向外推荡绳，使荡绳弯曲，向下摆时荡绳变直。 这些动作都会消耗人体的能量。荡到最低处时，人站起来重心 升高，提高了重力势能(在秋千上站要比地面上多费一些力气， 也就是说多付出一些能量)，荡秋千的人在最高处突然下蹲，使 一部分重力势能变为动能加快秋千的摆动。正是这些能量使 秋千越荡越高。下面的小实验可以帮助你从摆动的角度分析荡秋千:用一 根线绳拴住一个大螺母，做成一个摆。摆长应超过一米，越长越好做。

摆线的一端不要固定，而是穿过一个固定在椅背上的圆环。 线端抓在你的手中，让这个摆像一个秋千一样摆动起来。如果 抓住绳端不动，过一会儿摆就会停下来。但是适当有规律地拉 动绳端，可以让摆越摆越高。经过几次失败以后，你会总结出一个规律：螺母摆到最低 点的时候，要突然把手中的线头向下拉使摆线由长变短，摆到 高处的时候，手中的线头要突然放松使摆线长度变大。只要配 合得好，摆就会越摆越高。

从摆动的规律看，秋千是一个摆，摆长长，周期大，摆得慢; 摆长短，摆动周期变小，摆动加快。秋千的摆长可以近似地从 悬点到人体的重心计算，人在秋千板上站立时，重心高，摆长 短;蹲下，重心低，摆长变长。在最低点，人突然站立使摆长突然减小，摆动加快。在从低处向高处荡过去时，人用手向外用力推荡绳，使它们向外弯曲，这个动作的效果也是使摆长变短， 使秋千越荡越高。

1 力学模型

如果把人和秋千组成的系统看作一个摆,摆线在O点处是固定的,摆线自身的伸缩和摆线的质量忽略不计。设想人在最大偏转角处迅速下蹲,在最低点处迅速站立,下蹲和站立的过程都在瞬间完成。人体的下蹲和站立导致了系统质心的升降,相当于有效摆长改变。

2 运动过程分析

现在我们把人!秋千和地球所组成的系统作为研究对象,这样在荡秋千的全过程中,系统所受到的外力只有悬点的约束反力,其值与摆线张力T相同,为一变力。但是,因为悬点固定,此外力并不作功。重力为保守力,使人下蹲和站起的力为非保守内力。根据功能原理:"一切外力与非保守内力所作功之和等于质点系机械能的增量。"因为外力并不作功,所以有Aλ=ΔE。现在我们来研究图。所示的可变摆长单摆模型的第一次摆动。

案例一

世界首富比尔·盖茨，这个不安分的电脑奇才自中学起便利用闲暇时间从事电脑程序设计，并且从中获利，之后盖获便在电脑软件开发这架秋千上持续发力。

从一个小打小闹的学生作坊到全球首家年销售额达10亿美元的软件公司，微软用了14年。在这14年的时间里，盖茨丝毫没有懈怠过他的工作，直到身价数以百亿美元，他依然奋斗在软件开发的第一线上，甚至每年还专门抽出时间来闭门思考微软下一步的发展。这种努力让微软(Windows)飘扬的旗帜占据了全球绝大多数的电脑屏幕。

法国启蒙思想家布丰曾说过：“天才就是长期的坚持不懈。”我国著名数学家华罗庚也曾说：“治学问，做研究工作，必须持之以恒……”的确，无论我们于什么事.要取得成功.坚持不懈的毅力和持之以恒的精神都是必不可少的。

案例二

爱迪生研究电灯时，工作难度出乎意料的大，1枷种材料被他制作成各种形状，用做灯丝，效果都不理想，要么寿命太短，要么成本太高，要么太脆弱，工人难以把它装进灯泡。全世界都在等待他的成果。半年后人们失去耐心了，纽约《先驱报》说：“爱迪生的失败现在已经完全证实，这个感情冲动的家伙从去年秋天就开始研究电灯，他以为这是一个完全新颖的问题，他自信已经获得别人没有想到的用电发光的办法。可是，纽约的著名电学家们都相信，爱迪生的路走错了。”

爱迪生的“秋千”一下于跌落到了最低谷。爱迪生不为所动，继续着自己的实验。英国皇家邮政部的电机师普利斯在公开演讲中质疑爱迪生，他认为把电流分到干家万户、还用电表来计量，是一种幻想。爱迪生继续摸索。人们还在用煤气灯照明，煤气公司竭力说服人们：爱迪生是个大骗子。就连很多正统的.科学家都认为他在想人非非，然而爱迪生毫不动摇。在进行这项研究一年之后，他的秋千终于把他荡上了高空，他造出了能够持续照明45小时的电灯，完成了对自己的超越。

在研究电灯的实验处于低将的时候，爱迪生没有退缩，他坚持了下来，他不但促成了自己的蜕变、牢牢树立了自己在世人心目中伟大的发明家地位，而且促成了人类生活方式的一次大变迁。正是因为有了他的这项发明，人类才真正进入了电气时代。

当困难绊住你成功的脚步的时候，当失败挫伤你进取的雄心的时候，当负担压得你喘不过气的时候，不要退缩，不要放弃，一定要坚持下去，因为荡得高的秋千都是从低处升到高处的，只要坚持越过低谷，必然会换来更高处的清风扑面。

坚持到最后一刻，成功就属于你了。