过山车中的能量转化

在游乐场游玩，当你乘坐以100km/h的速度狂奔着翻山越岭的过山车时，那惊心动魄的刺激和新奇的体验，一定会让你尖叫不断，笑声满天，心里的感觉——简直太爽了，太棒了!不过，你注意过吗，过山车在高低起伏的“山路”上纵横驰骋时，并不需要引擎来推动，这是怎么回事呢?

原来这与机械能的转化和守恒原理有关。机械能有许多不同的存在形式(动能、重力势能、弹性势能)，而且在一定的条件下，不同形式的机械能之间是可以相互转化的，当只有动能和势能之间的相互转化时，机械能的总量不变。过山车就是利用重力势能和动能之间的相互转化，才得以在“山路”上爬上爬下、畅通前行的。

当你乘上过山车时，借着机械的作用，过山车被带到很高的位置。相对于地面而言，过山车被举得很高，其质量又大，因此过山车具有了很大的重力势能。

达到最高点后，过山车便开始下滑。在此过程中，过山车的高度降低，重力势能减小，转化为动能，所以过山车的速度逐渐增加，跑得越来越快，到达山谷的最低处时，重力势能达到最小，动能达到最大，速度达到最快;然后转而爬坡(上升)，此过程中过山车的位置越来越高，重力势能逐渐增大，速度减慢，动能减小，动能又开始转化为重力势能。当过山车冲上第二个山头，增大的重力势能又开始转化为动能……

实际上，过山车在飞驰的过程中，要克服机件之间的摩擦做功，有一部分机械能被消耗了，所以过山车的机械能会越来越小。基于此，过山车轨道的第一个“山”是最高的，之后的“山”依次越来越矮。只有这样的设计，才能保证过山车载着我们在“山峰”和“深谷”间飞速旋转、呼啸前行。

明白其中的道理了吗?还等什么，赶快去游乐场体验一下吧!