Newtonova kolébka: přenos hybnosti a energie

1 · Predikuj

Když přitáhneš první míček do výšky puštění h a necháš ho švihnout do řady, co určuje, jak rychle vyletí poslední míček?

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.

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.

Hmotnost míčku (kg)	Výška upuštění (m)	PE u upuštění (J)	Výletová rychlost posledního míčku (m/s)
1.00	0.30
1.00	0.50
1.00	0.70

Vynes výletovou rychlost posledního míčku (osa y) proti výšce puštění (osa x) pro své tři pokusy. Je vztah přímka?

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.

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?

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.

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.