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!