Mechanika
Newtonova kolébka
Sleduj, jak hybnost projde řadou až k poslednímu míčku.
Newtonova kolébka — interaktivní simulace Mechanika. Sleduj, jak hybnost projde řadou až k poslednímu míčku. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Newtonova kolébka
Řada stejných míčků přenáší hybnost skrze téměř pružné srážky — poslední míček vyletí, zatímco ostatní se sotva pohnou.
Když krajní míček udeří do řady, hybnost projde řetězem kontaktů. V ideálním případě odletí poslední míček s většinou hybnosti, zatímco vnitřní míčky zůstanou téměř v klidu.
- Hybnost se podél řady zachovává
- Téměř pružné kontakty
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Když přitáhneš první míček do výšky puštění h a necháš ho švihnout do řady, co určuje, jak rychle vyletí poslední míček?
Predikce k zvážení
- Poslední míček odchází přibližně stejnou rychlostí, jakou měl první míček při dopadu.
- Poslední míček odchází pomaleji, protože prostřední míčky pohltí část pohybu.
- Poslední míček odchází rychleji než dopadová rychlost prvního míčku.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Hmotnost míčku (kg)
- Výška upuštění (m)
Co měříš:
- PE u upuštění (J)
- Výletová rychlost posledního míčku (m/s)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu Newtonova kolébka v sandboxu.
- Přetáhni krajní levý míček stranou a nahoru, nastav výšku puštění a odečti, jak vysoko sedí nad svým bodem klidu.
- pusť míček a nech ho švihnout dolů do řady dotýkajících se míčků. Sleduj, které míčky vyletí na druhé straně a jak vysoko se vyhoupnou.
Řídící rovnice
Gravitační potenciální energie — PE = m·g·h
Přitažený míček ukládá energii rovnou své tíze krát vzdálenost, o kterou jsi ho zvedl nad jeho bod klidu — to pohání celou řadu reakcí po puštění.
Kinetická energie — KE = ½·m·v²
Jakmile puštěný míček klesá, jeho uložená PE se mění na KE; vespodu je to ta KE, která se skrz řadu srážek předává téměř celá poslednímu míčku.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro každý řádek spočti PE puštění (mgh) a dopadovou KE, kterou by první míček měl mít těsně před dosažením spodního bodu kývu (½mv², s naměřenou farSpeed jako v). Jak se tyto dvě energie srovnávají?
- Použij zachování hybnosti a kinetické energie pro řetěz stejných hmotností a vysvětli, proč poslední míček odchází (přibližně) dopadovou rychlostí prvního míčku, zatímco míčky uprostřed se sotva pohnou.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Proč se prostřední míčky sotva hýbou, i když impuls ze srážky projde každým z nich?
- V sandboxu se někdy poslední míček vyhoupe přesně tak vysoko jako tvá výška puštění? Co ti mezera (pokud je) říká o tom, jak pružné srážky doopravdy jsou?
- 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
- Vítej v Newtonově kolébce
- Stiskni Spustit
- Vyber první míček
- Hybnost podél řady
- Otevři data
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →