Колыбель Ньютона
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.
Изобретение
В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
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 ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
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
- Пищ Р. С. Маятник Ньютона с динамической подсветкой ("ru") // 58-я Научная Конференция Аспирантов, Магистрантов и Студентов БГУИР, Минск, 2022. — С. 123.
- Пищ Р. С. Маятник Ньютона с динамической подвеской. docs.yandex.ru. Дата обращения: 1 мая 2025.
- Маятник Ньютона поколебал ученых. Дата обращения: 17 марта 2010. Архивировано 21 июня 2010 года.
См. также
- Маятник Фуко
- Маятник
В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
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, Информация о Колыбель Ньютона, Что такое Колыбель Ньютона? Что означает Колыбель Ньютона?
Kolybe l Nyutona mayatnik Nyutona nazvannaya v chest Isaaka Nyutona mehanicheskaya sistema prednaznachennaya dlya demonstracii preobrazovaniya energii razlichnyh vidov drug v druga kineticheskoj v potencialnuyu i naoborot V otsutstvie protivodejstvuyushih sil treniya sistema mogla by dejstvovat vechno no v realnosti eto nedostizhimo Kolybel NyutonaIzobretenieV razdele ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 12 maya 2018 Pri otkloneniyah razlichnogo kolichestva sharikov Sovremennoe shiroko ispolzuemoe nyne nazvanie etoj ostroumnoj sistemy illyustriruyushej zakony sohraneniya impulsa i sohraneniya energii kolybel Nyutona angl Newton s cradle pridumal kak utverzhdaetsya v nekotoryh istochnikah anglijskij aktyor angl v 1967 godu dlya derevyannoj modeli vypuskaemoj kompaniej Scientific Demonstrations Ltd Pri otklonenii i posleduyushem vozvrate k iznachalnomu polozheniyu pervogo sharika dannoj sistemy ego energiya i impuls peredadutsya bez izmeneniya cherez tri srednih sharika poslednemu kotoryj priobretyot tu zhe skorost i podnimetsya na tu zhe vysotu On v svoyu ochered peredast impuls i energiyu po cepochke snova pervomu shariku Krajnie mayatniki budut kolebatsya a promezhutochnye ostavatsya nepodvizhnymi Iz za poter mehanicheskoj energii vsledstvie raboty sil treniya i uprugosti kolebaniya mayatnikov zatuhayut tak kak v realnyh mehanicheskih sistemah vsegda dejstvuyut dissipativnye sily Chtoby najti skorosti sharov posle uprugogo stolknoveniya nado zapisat uravnenie zakona sohraneniya impulsa dlya takoj sistemy i uravnenie zakona sohraneniya energii a zatem reshit poluchennuyu sistemu uravnenij Rezultat izvesten dvizhushijsya shar ostanavlivaetsya a pokoyashijsya priobretaet skorost pervogo V kolybeli Nyutona pervyj sharik peredayot impuls vtoromu shariku i ostanavlivaetsya Vtoroj sharik poluchaet impuls potencialnoj energii ot pervogo no iz za nevozmozhnosti preobrazovaniya potencialnoj energii v kineticheskuyu impuls perehodit ot vtorogo mayatnika dalee v tretij chetvertyj pyatyj Poslednij sharik ne imeet pered soboj obekta kotoromu mog by peredat svoj impuls poetomu svobodno dvizhetsya podnimayas na vysotu chut menshuyu toj s kotoroj dvigalsya pervyj sharik zatem vozvrashaetsya i vsyo povtoryaetsya v obratnom napravlenii Izgotovlenie Kolybel Nyutona mozhno izgotovit samostoyatelno Shariki nado podveshivat na dvuh nityah raspolozhennyh pod uglom drug k drugu tak chtoby ploskost kolebanij sharikov sohranyalas postoyannoj i udary byli centralnymi V mireV razdele ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 12 maya 2018 Samaya bolshaya kolybel Nyutona v mire nahoditsya v g Kalamazu shtat Michigan SShA V nej 16 bouling sharov massoj 6 8 kg kazhdyj podveshennyh na nityah dlinoj 6 1 m na vysote 1 m ot pola VariantyKvantovyj Pri pomoshi interferiruyushih lazernyh luchej sozdayutsya tysyachi trubok lovushek V kazhduyu trubku sozdannuyu lazernym luchom pomeshayutsya priblizitelno 150 atomov v trubke oni mogut dvigatsya tolko v odnom izmerenii Zatem atomy lazerom zhe ohlazhdayutsya do milliardnyh dolej kelvina Posle etogo lazerom polovine atomov pridayotsya odin impuls drugoj polovine protivopolozhnyj V rezultate poluchaetsya variant kogda dazhe posle 10 000 stolknovenij kazhdyj atom kolebletsya s ishodnoj amplitudoj V igrahSushestvuet igra simulyator kolybeli Nyutona Desktop Pendulum ot office com PrimechaniyaPish R S Mayatnik Nyutona s dinamicheskoj podsvetkoj ru 58 ya Nauchnaya Konferenciya Aspirantov Magistrantov i Studentov BGUIR Minsk 2022 S 123 Pish R S Mayatnik Nyutona s dinamicheskoj podveskoj rus docs yandex ru Data obrasheniya 1 maya 2025 Mayatnik Nyutona pokolebal uchenyh neopr Data obrasheniya 17 marta 2010 Arhivirovano 21 iyunya 2010 goda Sm takzheMayatnik Fuko MayatnikMediafajly na Vikisklade V state ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 20 oktyabrya 2024
