Что такое колыбель Ньютона?

Колыбель Ньютона - это устройство, используемое для демонстрации сохранения импульса и кинетической энергии. Он состоит из серии одинаковых шаров, обычно по пять или семь, каждая из которых прикреплена двумя нитями одинаковой длины к раме и просто касается друг друга. Колыбель Ньютона, впервые выпущенная в 1967 году, является популярной настольной игрушкой. Устройство названо так потому, что оно демонстрирует законы физики, обсуждавшиеся в работе сэра Исаака Ньютона 1687 года, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica . Однако французский физик 17-го века аббат Мариотт был первым, кто продемонстрировал закон столкновения между телами, который управляет движением Колыбели Ньютона.

Чтобы использовать Колыбель Ньютона, первый шар на одном конце устройства поднят и уронен. Он передает энергию через средние шары, прежде чем заставить шар на дальнем конце взлететь. Когда мяч опускается, действие повторяется. Средние шары явно не двигаются, в то время как два на концах стучат вверх и вниз. Подобный эффект может быть замечен, если два или три шара подняты и понижены; такое же количество шаров на другом конце будет качаться вверх и вниз, а любые шары, оставшиеся в середине, останутся неподвижными.

Колыбель Ньютона обычно используется в классах физики, чтобы показать, что кинетическая энергия и импульс сохраняются при столкновениях. Хотя это упрощенное объяснение, а однородные шары и тросы и ограниченное движение в Колыбели Ньютона делают его особым случаем, не всегда применимым к реальным ситуациям, игрушка предоставляет полезную визуальную информацию для учащихся и может сделать науку веселой.

Оригинальный дизайн Колыбели Ньютона, проданный актером Саймоном Преблом, использовал стальные шары на деревянной раме. Позже гладкий хромированный каркас стал обычным дизайном. Самая большая в мире Колыбель Ньютона, разработанная Крисом Боденом, выставлена ​​на всеобщее обозрение в Каламазу, штат Мичиган. Он сделан из семи 15-фунтовых (6,8 кг) шаров для боулинга, подвешенных к потолку с помощью 20-футовых (6,1 м) кабелей, и регулярно используется для научных демонстраций.