Махало на Нютон: пренос на импулс и енергия

1 · Предскажи

Ако дръпнеш първата топка до височина на пускане h и я пуснеш да се люлне в редицата, какво определя колко бързо излита последната топка?

• Далечната топка излиза с приблизително същата скорост, с която първата топка е ударила.
• Далечната топка излиза по-бавно, защото средните топки поглъщат част от движението.
• Далечната топка излиза по-бързо от скоростта на удара на първата топка.

2 · Постановка

1. Отвори настройката махало на Нютон в пясъчника.
2. Завлачи най-лявата топка навън и нагоре, за да зададеш височина на пускане, после прочети колко високо седи над точката си на покой.
3. Пусни топката и остави да се люлне надолу в редицата допряни топки. Гледай кои топки излитат от далечната страна и колко високо се люлеят.

3 · Събери данни

Чертай скоростта на излитане на далечната топка (ос y) спрямо височината на пускане (ос x) за трите си опита. Права ли е връзката?

4 · Анализирай

1. За всеки ред изчисли PE на пускането (mgh) и KE на удара, която първата топка трябва да има точно преди дъното на люлеенето си (½mv², с измерената от теб farSpeed за v). Как се сравняват двете енергии?
2. Със запазването на импулса и кинетичната енергия за верига от еднакви маси обясни защо далечната топка излиза с (приблизително) скоростта на удара на първата топка, докато топките помежду едва мърдат.

5 · Надгради

1. Защо средните топки едва мърдат, макар импулсът от сблъсъка минава през всяка една от тях?
2. В пясъчника далечната топка някога ли се люлее точно толкова високо, колкото височината ти на пускане? Какво ти казва пролуката (ако има) за това колко еластични са реално сблъсъците?

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат