La cuna de Newton es un dispositivo que funciona como un adorno de escritorio y una herramienta para explicar los fundamentos básicos de la física. Se construye mediante el montaje de una serie de bolas de cuerdas a una barra común. Por lo general, cinco bolas están presentes, y cuando uno se permite golpear a los otros, la energía se transfiere desde un extremo al otro. Si usted es un profesor, un estudiante, o simplemente una persona curiosa, se puede encontrar una gran cantidad de satisfacción de jugar con la comprensión y la horquilla de Newton.
Pasos para
Parte 1Utilización de Newton Cuna
1Inicie tirando una bola.
Cuanto más se tire hacia atrás la pelota, más energía potencial que se lo dará. Esta energía potencial es creada porque lo ha movido la bola a un punto más alto, y ahora tiene el potencial de caer cuando se suelta. Al soltar la pelota, la energía potencial se convierte en energía cinética. [1] |
2Release la pelota.
Esto permitirá que la bola caiga, la conversión de su energía potencial en energía cinética. La otra cosa importante que sucede es que las ganancias de bolas impulso. Este impulso, así como la energía, no pueden simplemente desaparecer cuando la pelota llega a la parte inferior. Debe ser conservada. [2]
3Watch como la transferencia de energía y el momento de la primera bola hasta la última bola.
En última instancia, esta es la parte divertida de la horquilla de Newton. Cuando la primera bola llega al fondo y golpea la segunda bola, que se detenga. El impulso y la energía cinética que la pelota adquirida durante su caída se transfiere a través de las bolas de centro y pasan a lo largo de la última bola, que se abre hacia afuera lejos de las otras bolas. [3] |
4Observe el ciclo que ha creado .
Una vez que la última pelota se balancea hacia arriba y lejos de los demás, la gravedad no permitir que simplemente permanecer allí. Se llegará a un punto máximo que está casi empezando altura de la primera bola. En este punto, el balón se habrá convertido toda su energía cinética en energía potencial. La caída se convierte de nuevo por la energía potencial en energía cinética y el ímpetu, a continuación, transfiere estos a través de las bolas de centro en el primero. Ahora, la primera bola se eleve de nuevo y el ciclo continúa durante mucho tiempo (en un escenario ideal que iba a durar para siempre). [4]
5Tweak el experimento, tirando hacia atrás dos bolas.
Impulso es igual a la masa que se mueve veces la velocidad (no velocidad) que se está moviendo. Dado que este impulso debe conservarse, las dos bolas al final serán empujados fuera de la bola central en lugar de sólo uno. Aparte de dos bolas en cada movimiento final, el ciclo continuará como si hubiera tirado una bola. [5]
diversión 6Haga experimentación.
Trate de hacer tres o cuatro bolas y ver qué pasa. También puede tirar la bola (s) de hace más o menos para ajustar la cantidad de energía que comienzan con. Si se lo permites, esto le puede entretener durante bastante tiempo
Pista:.. El número de bolas que tire hacia atrás será el mismo número que se abre hacia afuera en el otro extremo [6]
Parte 2Understanding Cómo cuna Obras de Newton
1Know que la energía debe conservarse.
la incapacidad para crear o destruir la energía es un tema central de la termodinámica. Esto significa que toda la energía se introduce en el sistema (elevando la primera bola) tiene que ser conservado en el sistema. Esto significa que la energía debe continuar moviéndose a través del sistema incluso después de la primera bola llega al fondo y se detiene.
2Understand ese impulso también se conserva.
No sólo es la energía del sistema conserva, pero el impulso también se conserva. Esta es la razón por el mismo número de bolas se abre hacia afuera en cada lado a la misma velocidad. El impulso es nada más que algunas veces la masa por la velocidad a la que se está moviendo. [7]
3Contemplate por qué la última bola no continúa su camino.
Al parecer, ya que se conserva el impulso, que una vez la última bola se lanza lejos de los demás, que continuará viajando hacia arriba y lejos. En teoría, esto podría suceder si no fuera por la gravedad. La gravedad actúa sobre la bola a medida que viaja hacia arriba, disminuyendo su velocidad. A medida que esto sucede, la energía cinética se convierte de nuevo en energía potencial y el impulso se reduce. [8]
Una vez que la pelota alcanza su altura máxima, la gravedad voltea papeles y convierte la energía potencial en energía cinética y el ímpetu, pero en la dirección hacia abajo en lugar de la dirección hacia arriba.
4BE consciente de que la cuna se detendrá.
En un sistema ideal de la energía y el momento sería pasada de ida y vuelta de un lado de la cuna hasta el otro en un juego sin fin de la etiqueta. Sin embargo, el mundo real no es lo que la física considera un sistema "ideal". La fricción es una fuerza que retarda el movimiento de las bolas. [9]
En este caso, la fuerza de rozamiento que impide proviene de una combinación de factores. Hay una pequeña cantidad de la resistencia del aire como las bolas están viajando hacia arriba y abajo. También habrá algo de energía y la pérdida de calor cuando las bolas chocan uno con el otro. Incluso el sonido que se escucha es una vibración que mina lentamente la energía de la base. [10]
Parte 3Utilización los principios detrás de la horquilla de Newton En otros lugares
1Bounce una pelota saltarina.
balones hinchables están fabricadas con materiales de alta elasticidad que significa, cuando chocan con una superficie, que no pierden mucha energía. En lugar de ello, la colisión se deforma la bola (por lo que es comprimir y el cambio de la energía cinética en energía potencial) y después los resortes de bolas (o rebotes) en forma. El acto de rebotar de nuevo en forma convierte la energía potencial recién descubierta de nuevo en energía cinética, excepto que ahora es el impulso en la dirección opuesta.
Esto es muy similar a cómo la gravedad convierte la energía cinética de las bolas en la cuna a la potencial energía, y cómo pasan las bolas a lo largo de la energía cinética y el impulso a través de colisiones de alta elasticidad. Cuando el balón va hacia arriba, la gravedad actúa sobre exactamente del mismo modo que las bolas en la horquilla de Newton.
2Play una partida de billar.
Bolas de piscina, al igual que las bolas en la cuna del Newton, son duros y en contacto entre sí de una manera altamente elástico. La energía se pone en el sistema por golpear la bola blanca con el taco. Esa bola se desplaza hasta que choca con otra bola y se detiene. El impulso de la bola blanca se conserva pasándolo a lo largo a la bola objetivo, ya su vez moviendo el balón de diana a la mesa.
3Utilice un palo de pogo.
Esta es una forma muy interactiva para tener una idea de estos principios. El palo de pogo opera de la misma manera como una pelota hinchable más o menos. La mayor diferencia es que usted está en el palo, por lo que puede, literalmente, sentir algunas de estas fuerzas en el trabajo!