Маятник Максвелла демонстрирует закон сохранения энергии, показывая превращение одного вида энергии в другой. 2
Принцип работы:
- Нить наматывают на ось, поднимая маятник в наивысшую точку (потенциальная энергия здесь максимальна). 2
- Затем маятник отпускают. 2
- Под действием силы тяжести маятник, всё быстрее вращаясь, опускается вниз с постоянным ускорением. 2 Во время спуска потенциальная энергия маятника переходит в кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. 2
- Раскрутив всю нить и достигнув нижней точки траектории, вращающийся по инерции маятник вновь начинает наматывать нить на ось и подниматься вверх. 2 Если бы не было потерь механической энергии, он поднялся бы до исходной высоты. 2
- Постепенно расходуя механическую энергию на преодоление сопротивления, диск будет многократно опускаться и подниматься с уменьшающейся амплитудой, пока маятник наконец не остановится. 2 К этому моменту весь запас энергии превратится в тепловую (внутреннюю) энергию. 2
Таким образом, маятник Максвелла демонстрирует, что механическая энергия (кинетическая + потенциальная) сохраняется во время колебаний маятника, даже при наличии сил трения. 1