Was ist Newtons Wiege?
Newton's Cradle ist ein Gerät, mit dem die Erhaltung des Impulses und der kinetischen Energie demonstriert werden kann. Es besteht aus einer Reihe identischer Kugeln, normalerweise fünf oder sieben, die jeweils mit zwei gleichlangen Ketten an einem Rahmen befestigt sind und sich gerade berühren. Die 1967 erstmals hergestellte Newton's Cradle ist ein beliebtes Schreibtischspielzeug. Das Gerät heißt so, weil es physikalische Gesetze aufzeigt, die in Sir Isaac Newtons 1687er Arbeit Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica erörtert wurden. Der französische Physiker Abbé Mariotte aus dem 17. Jahrhundert war jedoch der erste, der das Aufprallgesetz zwischen Körpern demonstrierte, das die Bewegung einer Newtonschen Wiege regelt.
Um eine Newton's Cradle zu verwenden, wird der erste Ball an einem Ende des Geräts aufgenommen und fallen gelassen. Es überträgt Energie durch die mittleren Bälle, bevor der Ball am anderen Ende nach oben schwingt. Wenn der Ball abfällt, wiederholt sich die Aktion. Die mittleren Kugeln bewegen sich scheinbar nicht, während die beiden an den Enden auf und ab klappern. Ein ähnlicher Effekt ist zu beobachten, wenn zwei oder drei Bälle aufgenommen und fallen gelassen werden. Die gleiche Anzahl an Bällen am anderen Ende schwingt auf und ab, und alle in der Mitte verbleibenden Bälle bleiben stationär.
Newtons Wiege wird im Physikunterricht gern verwendet, um zu zeigen, dass bei Kollisionen kinetische Energie und Impuls erhalten bleiben. Dies ist eine vereinfachte Erklärung, und die einheitlichen Kugeln und Kabel sowie die eingeschränkten Bewegungsmöglichkeiten in der Newton's Cradle machen es zu einem Sonderfall, der nicht immer auf reale Situationen anwendbar ist. Das Spielzeug bietet den Schülern jedoch eine hilfreiche visuelle Darstellung und kann die Wissenschaft zum Spaß machen.
Das Originaldesign der Newton's Cradle, die von dem Schauspieler Simon Prebble vermarktet wurde, verwendete Stahlkugeln auf einem Holzrahmen. Später wurde ein schlanker Chromrahmen zum gängigen Design. Die größte Newton's Cradle der Welt, entworfen von Chris Boden, wird in Kalamazoo, Michigan, öffentlich ausgestellt. Es besteht aus sieben 6,8 kg schweren Bowlingkugeln, die mit 6,1 m langen Kabeln an der Decke aufgehängt sind, und wird regelmäßig für wissenschaftliche Vorführungen verwendet.