關於此實驗
將負載提升得更高需要做更多的功。即使功不變，在更短的時間內完成提升也需要更大的功率。使用理想吊車比較負載和高度，接著改變持續時間，以區分能量傳遞量與能量傳遞速率。
學習目標
- 在控制其他變數不變的情況下，探討提升高度如何影響作功。
- 使用圖表和數值讀數來檢驗預測。
- 說明物理假設，以及此模型不再適用的情況。
使用方法
- 1在 5 s 內將 20 kg 的物體提升 3 m。確認作功是否為 588.6 J，功率是否為 117.72 W。
- 2儲存曲線，然後將質量加倍。比較每個高度下的作功。
- 3在質量和高度固定的情況下，將所需時間減半。哪個讀數會加倍？
- 4將高度設為零。說明為什麼支撐力仍不為零，但作功為零。
模型
假設
- 提升過程中，負載以恆定速度垂直移動。忽略啟動和停止時的暫態過程。
- 沒有機械損耗。作功和功率指傳遞給負載的有效能量，而非電能輸入。
在課堂上試試這個實驗
- Q1兩台馬達以不同的時間將相同負載提升至相同高度。哪些物理量相同？
- Q2以 0.4 m/s 的速度提升 50 kg 的負載，需要多少有效功率？
常見問題
為什麼力不會隨所需時間改變？
等速運動時，提升力與重量平衡。縮短所需時間會提高速度，而不會改變所需的恆定提升力。
平均功率和瞬時功率一樣嗎？
在這部升降機理想的等速運行階段，是的。實際馬達還需要功率來加速負載並克服損耗。