物理高手：秋千蹦出了新花样！无需人推就能荡的很高

阳光的丁丁

秋千，一个简单而又令人陶醉的娱乐设施。每当你坐在那块木板上，疯狂地荡来荡去时，有没有想过一个问题：在没有外力推动的情况下，为何秋千可以越荡越高呢？

物理高手：秋千蹦出了新花样！无需人推就能荡的很高

其实，秋千是一个很会玩的力学小天才。它受到两个力的作用：重力和绳索的约束力。最简单的秋千玩法就是别人用力推你一把，它的运动类似于单摆。但可别忘了，空气阻力和摩擦力都会不情愿地插一脚，逐渐消减秋千的摆动幅度，直到停止。

然而，一位聪明的心机高手在一旁不断给秋千加油加力，结果秋千就越荡越高。当秋千摆到最高点时，顺着它摆动的方向施加一个力，就能让它更高更猛烈。但如果你逆着它的运动方向使劲，哎呀，那外力就成了“控灯戏法”，将秋千的高度削减的一干二净。

荡秋千时，那种下坠的瞬间会让人感到腾云驾雾的快感，你可能会感觉自己像个紧张刺激的演员。当秋千越荡越高，而后快速往下冲击，你身体会被离心力影响，小腹不自觉地受到轻微的压迫，尿意也跟着上来了。荡秋千时，我们要时刻克服紧张和恐惧，这其实对培养我们的自我控制能力有益处，还有助于身心健康哦。而且，经常荡秋千的人乘车和坐船的时候也很少晕船晕车哦！

那么，如何在没有外力推动的情况下，让秋千保持摆动并且越荡越高呢？

仔细观察荡秋千的过程，你会发现那些荡得特别高的人总是会站起来或者蹲下去。虽然此时没有外力推动，但他们所做的动作实际上给系统增加了能量。所以，考虑到阻力的因素，只要我们把人体动作所转化的机械能的能量，大于克服阻力所消耗的能量，那秋千就会越荡越高了。

人体和秋千系统的重心可以简单地看作一个质点，它的位置会随着姿势的改变而改变。蹲下时，重心低；站起来时，重心高。当秋千在高空中荡起时，如果你站着，系统的重心最高，重力势能最大，动能最小。

在秋千由高处摆向低处的过程中，你开始蹲下，重心的位置往下移动，整个系统的重力势能转化为动能，速度也越来越快，直到秋千回到最低点，速度最快，系统的动能达到最大值，重力势能则最小。如果在这个过程中你没有蹲下，动能增加的幅度就不会那么大，反而被阻力吞噬得一干二净。

在秋千由最低点摆向高点的过程中，你迅速站起来，重心升高，势能增加，动能减少，速度变慢，整个系统的机械能实际上是增加的，所以秋千会比之前摆得更高。这时候，你会感觉到自己的腿脚需要非常用力，时间久了还容易疲劳。

将荡秋千过程看作单摆运动，红色区域为前半程，蓝色区域为后半程。通过改变自己的状态，使得后半程摆动的角度大于前半程，从而实现了越荡越高。而越高的能量来源于收放腿时所做的功。

所以，想要成为真正的荡秋千高手，就要掌握好策略。在秋千摆向低处时，你要屈膝蹲下，降低重心；而在摆向高处时，要蹬腿站起来，提高重心。只有这样，你才能让秋千越荡越高。荡秋千的时候，双手要紧紧握住绳索，随着摆动用力。整个过程主要依靠腰部、腿部和臀部力量来实现上下摆动。

就算秋千只是由一块木板和两根绳子组成，结构虽然简单，但它所蕴含的物理学知识却是如此丰富多彩。无论你是怎样的摆动高手，荡秋千都能带给你无尽的欢乐和回忆。让我们在荡秋千的世界里，一起享受这份童真和愉悦吧！