hce_nsysu
114年
物理與化學
第 11 題
In a scenario where a patient is sliding down a ramp during rehabilitation, and friction is present, what happens to the initial total mechanical energy?
- A It is completely converted to kinetic energy.
- B It is completely converted to potential energy.
- C It remains constant.
- D It is partially converted to thermal energy due to friction.
- E It disappears.
思路引導 VIP
當你快速摩擦雙手時，掌心會感覺到微微發熱，這股熱氣是憑空產生的嗎？如果這股能量是從你手部運動的能量轉換而來的，那麼原本用來運動的能量總量，在扣除這部分熱量後，還會跟一開始完全一樣嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你準確地掌握了物理學中能量轉換的核心觀念！在分析物體運動時，能夠辨識出環境中的非保守力（Non-conservative force）（如摩擦力）對系統造成的影響，是建立正確物理直覺的第一步。
功與能的轉換關係
在理想的無摩擦狀態下，重力位能會完全轉化為動能，系統的機械能（Mechanical Energy），即 $E = K + U$，會維持定值。然而，本題的情境中存在摩擦力，摩擦力在物體運動過程中會作負功，將一部分的機械能轉化為分子的熱運動能。雖然根據能量守恆定律，宇宙中的總能量是不變的，但對這個復健系統而言，初始的機械能會因為摩擦生熱而發生「損耗」，因此選項 (D) 準確描述了這部分能量轉化為**熱能（Thermal Energy）**的過程。
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