Pendule de Newton est un dispositif qui se double d'un ornement de bureau et un outil pour expliquer les fondements de la physique. Il est construit par le montage d'une série de billes sur des cordes à une barre commune. Habituellement, cinq balles sont présents, et quand on est autorisé à frapper les autres, l'énergie est transférée d'un bout à l'autre. Étapes
de savoir si vous êtes un enseignant, un étudiant, ou tout simplement une personne curieuse, vous pourriez trouver beaucoup de satisfaction de jouer avec et de comprendre le berceau de Newton. Partie 1Utilisation Cradle Newton
1Démarrez en tirant une balle.
plus vous tirez la balle, plus l'énergie potentielle vous donner. Cette énergie potentielle est créé parce que vous avez déplacé la balle à un point plus élevé, et maintenant il a le potentiel de tomber lorsqu'il est relâché. Lorsque vous relâchez la balle, l'énergie potentielle est convertie en énergie cinétique. [1]
2Release le ballon.
Cela permettra à la balle de tomber, transformant son énergie potentielle en énergie cinétique. L'autre chose importante qui arrive est que les gains de billes dynamique. Cette dynamique, ainsi que l'énergie, ne peuvent tout simplement disparaître lorsque la balle atteint le fond. Il doit être conservé. [2]
3Watch que le transfert d'énergie et l'élan de la première balle à la dernière balle.
En fin de compte, c'est la partie amusante de berceau de Newton. Lorsque la première balle atteint le fond et frappe la deuxième balle, il arrête. La dynamique et l'énergie cinétique que la balle acquise au cours de sa chute est transféré à travers les boules moyennes et transmises à la dernière balle, qui pivote à l'écart des autres boules. [3]
4Observe le cycle que vous avez créé .
Une fois la dernière balle bascule vers le haut et loin des autres, la gravité ne lui permettra pas de simplement rester là. Il atteindra un point culminant qui est presque commence hauteur de la première balle. À ce stade, la balle aura converti la totalité de son énergie cinétique en énergie potentielle. La chute convertit vers le bas l'énergie potentielle de retour en énergie cinétique et de l'élan, puis transfère ces dos à travers les boules moyennes dans le premier. Maintenant, la première balle bascule à nouveau et le cycle se poursuit pendant une longue période (dans un scénario idéal, il durerait toujours). [4]
5Tweak Momentum l'expérience en tirant deux balles. Est égale à la masse qui se déplace fois la vitesse (pas de vitesse) qu'il est en mouvement. Depuis cet élan doit être conservé, les deux boules à la fin seront poussés loin de la balle au centre au lieu d'un seul. Autre que deux balles sur chaque extrémité mobile, le cycle se poursuivra comme si vous aviez retiré une balle. [5]
6Have plaisir à expérimenter.
Essayez de faire trois ou quatre balles et de voir ce qui se passe. Vous pouvez également tirer la balle (s) à plus ou moins d'ajuster la quantité d'énergie qu'ils commencent par. Si vous le permettez, cela peut vous divertir pendant un bon moment
Conseil:.. Le nombre de balles que vous tirez sera le même nombre qui oscille sur l'autre extrémité [6]
Partie 2Understanding Comment le Newton Cradle Works
1Know que l'énergie doit être conservée.
l'incapacité à créer ou détruire de l'énergie est un thème central de la thermodynamique. Cela signifie que quelle que soit l'énergie que vous présentez au système (en augmentant la première balle) doit être conservé dans le système. Cela signifie que l'énergie doit continuer à se déplacer à travers le système même après la première balle atteint le fond et arrête.
2Understand que l'élan est également conservée.
Non seulement l'énergie du système conservé, mais la dynamique est également conservée. Ceci est la raison pour laquelle le même nombre de billes pivote sur chaque côté à la même vitesse. Momentum est rien de plus que quelques fois la masse de la vitesse à laquelle il se déplace. [7]
3Contemplate pourquoi la dernière balle ne continue son chemin.
Il semblerait, puisque l'élan est conservée, qu'une fois la dernière balle est lancée à l'écart des autres, il serait continuer à voyager et loin. Théoriquement, ce qui se passerait s'il n'y avait pas la gravité. La gravité agit sur la balle comme elle se déplace vers le haut, il ralentit. Comme cela se produit, l'énergie cinétique est reconvertie en énergie potentielle et la dynamique est réduite. [8]
Une fois que la balle atteint sa hauteur maximale, la gravité retourne rôles et convertit l'énergie potentielle en énergie cinétique et dynamique, mais dans la direction vers le bas au lieu de la direction vers le haut.
4BE conscient que le berceau arrêtera.
Dans un système idéal, l'énergie et l'élan serait passé avant et en arrière d'un côté du berceau à l'autre dans un jeu sans fin de l'étiquette. Cependant, le monde réel est pas ce que la physique considère un système «idéal». Le frottement est une force qui ralentit le mouvement des billes. [9]
Dans ce cas, la force de frottement empêchant provient d'une combinaison de facteurs. Il y a une petite quantité de résistance à l'air que les billes se déplacent vers le haut et vers le bas. Il y aura aussi un peu d'énergie et la perte de chaleur lorsque les billes entrent en collision avec un autre. Même le bruit que vous entendez est une vibration qui sape lentement l'énergie depuis le berceau. [10]
Partie 3Utilisation Principes Derrière Pendule de Newton Ailleurs
1Bounce un ballon gonflable.
balles rebondissantes sont faits de matériaux très élastiques qui signifie, quand ils entrent en collision avec une surface, ils ne perdent pas beaucoup d'énergie. Au lieu de cela, la collision déforme la balle (en en faisant compresser et en changeant l'énergie cinétique en énergie potentielle), puis les ressorts à billes (ou rebonds) remettre en forme. L'acte de rebondir en forme convertit l'énergie potentielle retrouvée de nouveau dans l'énergie cinétique, sauf que maintenant l'élan est dans la direction opposée.
Cela ressemble beaucoup à la façon dont la gravité convertit l'énergie cinétique des balles dans le berceau au potentiel l'énergie, et comment les balles passent le long de l'énergie cinétique et dynamique grâce à des collisions très élastiques. Lorsque la balle est à la hausse, la gravité agit sur exactement de la même manière que les boules dans le berceau de Newton.
2Play un jeu de boules de billard piscine., Comme les boules sur le berceau de Newton, sont durs et communiquer entre eux d'une manière très élastique. L'énergie est mis dans le système en appuyant sur la boule blanche avec la queue. Ce ballon se déplace jusqu'à ce qu'il frappe une autre balle et arrête. La dynamique de la bille blanche est conservée en passant le long de la boule cible, et à son tour le déplacement de la boule cible en bas de la table.
3Utilisez un bâton de pogo.
Ceci est de façon très interactive pour obtenir une sensation pour ces des principes. Le pogo stick fonctionne de la même manière comme une balle rebondissante plus ou moins. La plus grande différence est que vous êtes sur le bâton, de sorte que vous pouvez littéralement sentir certains de ces forces à l'œuvre!