Wahadło Newtona Wahadło Newtona

Wahadło Newtona jest przykładem zastosowania zasady zachowania energii i pędu; w szczególnym przypadku zderzeń (prawie) doskonale sprężystych i centralnych. Uderzająca kula przekazuje cały swój pęd i energię kinetyczną kuli w spoczynku.

Rozważmy dwie kule, z których kula numer dwa spoczywa.

Przed zderzeniem ich pęd wynosi mv1 a po zderzeniu ogólnie mV1+mV2 (małymi literami oznaczamy prędkości kul przed zderzeniem, dużymi po zderzeniu).

mv1 = mV1+mV2 (1)

Oczywiście, jedno równanie nie pozwala na znalezienie niewiadomych prędkości dwóch kul, V1 i V2.

Jeśli zderzenie jest sprężyste (stąd kule stalowe) to zachowuje się energia mechaniczna (kinetyczna):

½mv12 = ½mV12 + ½mV22 (2)

Rozwiązaniem tych równań są wartości prędkości V1 = 0, V2 = v1.

A teraz pobawmy się wahadłem

JW Player goes here

1. Dwie kule

Podnieś jedną ręką trzy kule i trzymaj je z boku. Drugą ręką puść jedną z pozostałych kul. Kula puszczona staje, a ta która stała - rusza. W biegach nazywa się to "sztafetą".

JW Player goes here

2. Trzy kule

Weźmy trzy kule i puśćmy jedną z nich. To jakby pierwsza uderzyła w drugą, druga odskoczyła, uderzyła w trzecią, a sama się zatrzymała. Jasne?

JW Player goes here

3. Trzy kule po dwie

Podnieś dwie kulki po tej samej stronie, puść je na trzecią, w spoczynku. Odskakują dwie kulki, a staje tylko ta pierwsza, zewnętrzna.

Rozważmy to zderzenie w sposób taki: środkowa spada i uderza w tę trzecią. Sama staje, a trzecia rusza. A międzyczasie nadlatuje pierwsza, i tę środkową ponownie wprawia w ruch. I druga i trzecia odlatują.

Wszystko zachodzi tak szybko, jakby to było jedno zderzenie.

Przyjemnej zabawy!