Колыбе́ль Ньютона (маятник Ньютона) — названная в честь Исаака Ньютона механическая система, предназначенная для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга: кинетической в потенциальную и наоборот. В отсутствие противодействующих сил (трения) система могла бы действовать вечно, но в реальности это недостижимо.
![image](https://www.wikidata.ru-ru.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEucnUtcnUubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWxMMlU0TDA1bGQzUnZibk5mWTNKaFpHeGxYMkZ1YVcxaGRHbHZibDlpYjI5ckxtZHBaaTh5TWpCd2VDMU9aWGQwYjI1elgyTnlZV1JzWlY5aGJtbHRZWFJwYjI1ZlltOXZheTVuYVdZPS5naWY=.gif)
Изобретение
В разделе не хватает (см. ). |
![image](https://www.wikidata.ru-ru.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEucnUtcnUubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODNMemRqTDB0MVoyVnNjM1J2SlVNekpUbEdjR1Z1WkdWc0xuTjJaeTh5TWpCd2VDMUxkV2RsYkhOMGJ5VkRNeVU1Um5CbGJtUmxiQzV6ZG1jdWNHNW4ucG5n.png)
![image](https://www.wikidata.ru-ru.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEucnUtcnUubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHdMekF4TDA1bGQzUnZibk5mWTNKaFpHeGxYek5mWW1Gc2JGOXpkMmx1WjE4MVgySmhiR3hmYzNsemRHVnRYMk55YjNCd1pXUXVaMmxtTHpJeU1IQjRMVTVsZDNSdmJuTmZZM0poWkd4bFh6TmZZbUZzYkY5emQybHVaMTgxWDJKaGJHeGZjM2x6ZEdWdFgyTnliM0J3WldRdVoybG0uZ2lm.gif)
Современное, широко используемое ныне название этой остроумной системы, иллюстрирующей (законы сохранения импульса) и сохранения энергии, — «колыбель Ньютона» (англ. Newton’s cradle) — придумал, как утверждается в некоторых источниках, английский актёр [англ.] в 1967 году для деревянной модели, выпускаемой компанией Scientific Demonstrations Ltd.
При отклонении и последующем возврате к изначальному положению первого шарика данной системы его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему, который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Он, в свою очередь, передаст импульс и энергию по цепочке снова первому шарику. Крайние (маятники) будут колебаться, а промежуточные — оставаться неподвижными. Из-за потерь механической энергии вследствие работы сил трения и (упругости) колебания маятников затухают, так как в реальных механических системах всегда действуют (диссипативные силы).
Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии, а затем решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого.
В «колыбели Ньютона» первый шарик передаёт импульс второму шарику и останавливается. Второй шарик получает импульс потенциальной энергии от первого, но из-за невозможности преобразования потенциальной энергии в кинетическую импульс переходит от второго маятника далее — в третий, четвертый, пятый. Последний шарик не имеет перед собой объекта, которому мог бы передать свой импульс, поэтому свободно движется, поднимаясь на высоту, чуть меньшую той, с которой двигался первый шарик, затем возвращается — и всё повторяется в обратном направлении.
Изготовление
«Колыбель Ньютона» можно изготовить самостоятельно. Шарики надо подвешивать на двух нитях, расположенных под углом друг к другу, так, чтобы плоскость колебаний шариков сохранялась постоянной, и удары были центральными.
В мире
В разделе не хватает (см. ). |
Самая большая «колыбель Ньютона» в мире находится в г. Каламазу (штат Мичиган, США). В ней 16 боулинг-шаров массой 6,8 кг каждый, подвешенных на нитях длиной 6,1 м на высоте 1 м от пола.
Варианты
Квантовый
При помощи интерферирующих лазерных лучей создаются тысячи «трубок»-ловушек. В каждую трубку, созданную лазерным лучом, помещаются приблизительно 150 атомов (в трубке они могут двигаться только в одном измерении). Затем атомы лазером же охлаждаются до миллиардных долей кельвина. После этого лазером половине атомов придаётся один импульс, другой половине — противоположный. В результате получается вариант, когда даже после 10 000 столкновений каждый атом колеблется с исходной амплитудой.
В играх
Существует игра-симулятор колыбели Ньютона — Desktop Pendulum от office.com.
Примечания
- Маятник Ньютона поколебал ученых . Дата обращения: 17 марта 2010. 21 июня 2010 года.
См. также
- (Маятник Фуко)
- (Маятник)
Для улучшения этой статьи :
|
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер