Mecànica
Pèndol de Newton
Observa com la quantitat de moviment travessa la fila fins a la bola del fons.
Pèndol de Newton — simulació interactiva de Mecànica. Observa com la quantitat de moviment travessa la fila fins a la bola del fons. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Pèndol de Newton
Una filera de boles iguals transfereix quantitat de moviment mitjançant col·lisions gairebé elàstiques: la bola del fons surt mentre les altres tot just es mouen.
Quan la bola de l'extrem colpeja la filera, la quantitat de moviment viatja per la cadena de contactes. En el cas ideal, l'última bola marxa amb la major part de la quantitat de moviment mentre les boles interiors queden gairebé immòbils.
- Quantitat de moviment conservada al llarg de la filera
- Contactes gairebé elàstics
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Si tires enrere la primera bola fins a una alçada de pujada h i la deixes anar contra la filera, què determina com de ràpid surt volant l'última bola?
Prediccions a valorar
- La bola del fons surt aproximadament a la mateixa velocitat que tenia la primera a l'impacte.
- La bola del fons surt més a poc a poc, perquè les boles del mig absorbeixen part del moviment.
- La bola del fons surt més de pressa que la velocitat d'impacte de la primera.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Massa de la bola (kg)
- Alçada d'alliberament (m)
El que tu mesures:
- PE d'alliberament (J)
- Velocitat de sortida de la bola del fons (m/s)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit del Pèndol de Newton a l'espai de pràctica.
- Arrossega la bola de més a l'esquerra cap enfora i cap amunt per definir una alçada de pujada, i llegeix com de per sobre del seu punt de repòs queda.
- Deixa anar la bola i deixa-la baixar contra la filera de boles en contacte. Mira quina/es bola/es surten volant al costat oposat, i com de puja pugen.
Equació governant
Energia potencial gravitatòria — PE = m·g·h
La bola tirada enrere emmagatzema energia igual al seu pes per la distància que l'has alçada sobre el seu punt de repòs: això és el que alimenta tota la reacció en cadena un cop deixada anar.
Energia cinètica — KE = ½·m·v²
Quan la bola deixa anada baixa, la seva PE emmagatzemada es converteix en KE; a baix, aquella KE és el que es passa gairebé tot a la bola del fons per la cadena de col·lisions.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a cada fila, calcula la PE del pujada (mgh) i la KE d'impacte que hauria de tenir la primera bola just abans d'arribar a baix de l'oscil·lació (½mv², amb la farSpeed mesurada com a v). Com es comparen les dues energies?
- Amb la conservació de la quantitat de moviment i l'energia cinètica per a una cadena de masses iguals, explica per què la bola del fons surt (aproximadament) a la velocitat d'impacte de la primera, mentre les boles del mig tot just es mouen.
On apareix això més enllà del laboratori
- Per què les boles del mig tot just es mouen, tot i que l'impuls de la col·lisió travessa cadascuna d'elles?
- A l'espai de pràctica, la bola del fons arriba alguna vegada exactament tan amunt com la teva alçada de pujada? Què et diu la diferència (si n'hi ha) sobre com d'elàstiques són realment les col·lisions?
- AP Physics 1 — Unit 4: Linear Momentum
- AP Physics C: Mechanics — Unit 4: Linear Momentum
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Momentum & collisions
- NGSS High School Physics — Conservation of momentum
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Benvingut al Pèndol de Newton
- Prem Reprodueix
- Selecciona la primera bola
- Quantitat de moviment per la filera
- Obre les dades
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →
Conservació de la quantitat de moviment