过山车的山坡是被设计用来储存势能的,在刚刚开始时,过山车的小列车是靠一个机械装置推上最高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上,从这时起,带动它沿轨道行驶的唯一的“发动机”是引力势能,它的运转过程便是由势能转化为动能,再由动能转化为势能,循环往复,直到结束。
“势能”是物体因其所处位置而具有的能量,它是由于物体和地球的引力相互作用而产生的。对过山车来说,它的势能在处于最高点时达到最大值,也就是说当它爬升到“山丘"的顶峰时最大。当过山车开始下降时,它的势能就不断地减少,但能量不会消失,而是转化成了动能,也就是运动的能量。由于过山车有非常大的质量和非常快的速度,因而过山车具有的动能非常大,当过山车爬过下一座“山丘”顶峰时,速度几乎降到了零,这个过程动能就会转变成势能,进而给过山车提供运动所需的能量。
(梁河)