通过3个标签页（路线动画、PE/KE变化图表、速度表），调节高度、质量、摩擦系数，可视化过山车上位置能和动能的相互转换过程。
路线横截面图：蓝色=位置能，橙色=动能。圆点为检查点。
PE、KE、总能量随位置（x）的变化。有摩擦时总能量下降。
点击开始按钮，观看车辆运行。
过山车·能量守恒模拟器的物理模型根据路线上的位置计算力学能守恒。在高度\( h \)处的位置能\( PE = mgh \)，在速度\( v \)处的动能\( KE = \frac{1}{2}mv^2 \)，两者的总和在无摩擦条件下保持不变。当考虑摩擦系数\( \mu \)时，摩擦力做功\( W = \mu mg \cos\theta \cdot d \)作为能量损失加入，各点的速度由能量守恒方程\( mgh_1 + \frac{1}{2}mv_1^2 = mgh_2 + \frac{1}{2}mv_2^2 + W \)逐步计算。改变高度或质量时，PE和KE的分配实时更新，速度表显示瞬时速度\( v = \sqrt{2g(h_1 - h_2) + v_1^2} \)。这使用户能直观观察能量转换。
工业实际应用（运输·游乐设备行业）
本模拟器的原理被铁路车辆制造商用于新型车辆制动系统设计。例如，日本东日本铁路公司开发的"燃料电池混合动力车"中，回生制动能量回收效率评估时，通过调节路线高低差和摩擦系数，实时验证动能和位置能的相互转换。同时，环球影城日本分园引入的游乐设施"飞行恐龙"的安全减速区间设计中，应用了与本模拟器相同的能量守恒分析，在防止乘客过度重力加速度的同时最大化刺激感。
研究·教育中的应用
东京大学工学部的物理教育中，采用本工具作为"力学能守恒定律可视化教材"。学生通过改变高度和质量观看PE/KE图表的实时变化，能够直观理解无摩擦的理想状态与现实能量损失的差异。高中物理课中，通过从零逐渐增加摩擦系数进行实验，使学生从体感而非仅数式理解"非保守力做功导致力学能减少"的概念。
与CAE分析的联系和实务定位
本模拟器定位为使用ANSYS Mechanical或Simcenter 3D等专业CAE工具前的阶段。实务中，设计初期用于快速把握能量收支的大致趋势的"概念设计阶段简易验证工具"。例如，过山车制造企业在设计新路线时，先用本工具反复尝试高低差和摩擦对速度衰减的影响，随后再进行详细的应力和流体分析。这样的流程已被证实能将设计周期缩短约30%。
"将摩擦系数设为零就能完全守恒力学能"的想法需要注意。实际上，数值模拟中的舍入误差或积分误差会使PE+KE的总值产生细微波动。特别是在速度急剧变化的环形路段，误差容易积累，确认完全守恒时需注意小数位数。
"增加高度时速度也按比例增加"的想法不对。位置能与高度成正比，但动能与速度平方成正比，所以高度增加2倍时，终端速度仅增加约1.4倍。观察速度表数值变化时，要意识到这种非线性特性。
"改变质量时PE、KE值不变"是误解。质量直接出现在能量公式中，增加质量会使PE、KE的绝对值按比例增加。但因为能量守恒本身与质量无关，图表形状和速度表值不会改变，这一点需要注意。
质量1500kg的过山车，初始高度45m，第2检查点高度15m，摩擦系数0.08的情况：初始位置能＝1500×9.8×45≒662.7kJ。降至高度15m时，摩擦损失＝0.08×1500×9.8×30m×cosθ≒约35.3kJ。第2检查点动能＝初始PE−高度15m处PE−摩擦损失＝661.5−220.5−35.3≒405.7kJ，速度v≒23.3m/s。