Що таке маятник Ньютона?
Маятник Ньютона – це маятник, що складається з п’яти куль-компонентів і використовується для ілюстрації збереження теорій імпульсу та енергії. Маятники Ньютона можна придбати в інтернет-магазині stall.com.ua.
Опис
Маятник Ньютона складається з п’яти металевих куль однакової маси, що підвішені на двох дротах до двох жорстких стрижнів. Ці п’ять куль торкаються одна одної в стані спокою і розташовані в середній площині двох стрижнів. Дія маятника заснована на принципі дії у відповідь. Перший закон Ньютона говорить, що діє принцип дія-протидія.
Варіанти руху маятника Ньютона
Коли ви кидаєте дві кулі з одного боку, дві кулі з іншого боку починають рухатися. При кидку трьох куль з іншого боку дві кулі, що залишилися, починають рух, коли куля потрапляє в них. Те саме і з чотирма кулями.
Менш відомі досліди: якщо ми кидаємо кулю в обидві сторони одночасно, вони відскакують одночасно, тоді як три залишаються нерухомими в середині. Аналогічно, з двома кулями з кожного боку, остання куля нерухома. Якщо ми кинемо три кулі в один бік і дві – в інший, вони зіткнуться і полетять три в одному напрямку, дві – в іншому, по черзі.
Видалення нерухомої кулі, коли інша здійснює рух в інший бік, змінює рух кулі.
Можна кидати кілька куль у різний час, щоб збільшити кількість рухів та ударів, але результати часто спотворюються через зовнішні впливи та недосконалість матеріалу.
Інтерпретація
Принцип маятника ґрунтується на двох принципах збереження, які стосуються відповідно кінетичної енергії та кількості руху.
Випадок, коли ми кидаємо одну кулю
Інтерпретація тут простіша, якщо розглянути маятник лише з двома кулями. Викликані принципи збереження призводять до системи двох рівнянь, у яких характеристики маятника до та після зіткнення куль пов’язані. При вихідних даних про кулі, які є нульовою початковою швидкістю однієї з них і рівність їх мас, можна знайти відповідну швидкість двох куль після їх зіткнення. Потім було помічено, що ефект удару просто полягає у зміні швидкості двох кульок.
Якщо куля кинута з одного боку на кілька інших нерухомих, ця куля зупиняється після удару, а куля, що знаходиться на іншому кінці, піднімається, відновлюючи рух спочатку кинутої кулі.
Випадок, коли ми кидаємо дві кулі
Дві кулі на протилежному кінці піднімаються, тому що вони отримали два удари, відокремленими коротким проміжком часу.
Опубліковано