滚摆运动到最低点动能与速度的问题滚摆运动到最低点动能最大,按理说速度也应该最大；可是,当向下运动速度不为0时,滚摆应该还会向下运动,直到速度降为0后,滚摆才能向上运吧?（速度不

Question

滚摆运动到最低点动能与速度的问题
滚摆运动到最低点动能最大,按理说速度也应该最大；可是,当向下运动速度不为0时,滚摆应该还会向下运动,直到速度降为0后,滚摆才能向上运吧?（速度不能瞬间反向吧）那这样的说的话,根据动能等于1/2mv2计算得,滚摆在最低点的动能应该为0啊!我的推理错在了哪里?

Answer 1

滚摆自然是上下运动的,但这种运动不是单纯的上下.它包含了转动.转动也是有动能的.那么这里的机械能就包括了动能和重力势能,其中动能又包括转动（滚动）动能和平动动能,你所说的就是平动.当滚摆还未至底下时,你可以看到的是滚动和平动,直到底端时,平动完全转换为滚动,这也就是说,滚摆向下的过程,是一个滚动与平动结合,最终全部转化为滚动的过程,能量方面就是一部分重力势能和另一部分转化为平动动能的重力势能最终全部转化为滚动动能的过程.即,一部分重力势能直接转化为滚动动能,另一部分重力势能转化为平动动能,再由平动动能转化为滚动动能.
最低点的动能全是滚动动能,平动速度为零,所以不会继续向下运动.反过来说,由于绳子的作用,滚摆的转矩瞬间反向,导致转速反向,从而瞬间向上运动.此时滚动动能开始转化为重力势能和平动动能,而平动动能也在向上运动的过程中渐渐转化为重力势能.
不知你清楚了没.