Newton's Cradle: Paglilipat ng Momentum at Enerhiya
1 · Humula
Kung hilaan mo pabalik ang unang bola sa release height h at bitawan ito pasok sa hilera, ano ang nagtatakda kung gaano kabilis lumipad ang huling bola?
- Ang dulong bola ay aalis nang mga parehong bilis ng unang bola sa impact.
- Mas mabagal aalis ang dulong bola, dahil humihigop ang mga gitnang bola ng ilang galaw.
- Mas mabilis aalis ang dulong bola kaysa impact speed ng unang bola.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang Newton's Cradle preset sa sandbox.
- I-drag ang pinakakaliwang bola palabas at pataas para makaset ng release height, tapos basahin kung gaano kataas ito mula sa resting point nito.
- Bitawan ang bola at hayaang lumagpas ito sa hilera ng magkadikit na bola. Panoorin kung aling mga bola ang lilipad sa kabilang panig, at gaano kataas sila aakyat.
3 · Mangulekta ng Data
| Mass ng bola (kg) | Release height (m) | Release PE (J) | Exit speed ng dulong bola (m/s) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 0.30 | ||
| 1.00 | 0.50 | ||
| 1.00 | 0.70 |
I-plot ang exit speed ng dulong bola (y-axis) laban sa release height (x-axis) para sa tatlong trial mo. Linear ba ang ugnayan?
4 · Mag-analisa
- Para sa bawat hilera, kalkulahin ang release PE (mgh) at impact KE na dapat meron ang unang bola bago umabot sa ibaba ng swing (½mv², gamit ang sinusukat mong farSpeed bilang v). Paano maghahambing ang dalawang enerhiya?
- Gamit ang konserbasyon ng momentum at kinetic energy para sa tanikala ng magkaparehong mass, ipaliwanag kung bakit aalis ang dulong bola nang (tinatayang) impact speed ng unang bola, habang halos hindi gumagalaw ang mga gitnang bola.
5 · Palawakin
- Bakit halos hindi gumagalaw ang mga gitnang bola, kahit dadaan ang impulse mula sa collision sa bawat isa sa kanila?
- Sa sandbox, umakyat ba kailanman nang eksakto ang dulong bola sa release height mo? Ano sinasabi ng agwat (kung mayroon) tungkol sa kung gaano talaga katotoo ang pagiging elastic ng mga collision?
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Gravitational Potential Energy
Ang hinilaang bola ay nag-iimbak ng enerhiyang katumbas ng bigat nito beses kung gaano kataas mo ito itinaas mula sa resting point — ito ang nagpapakain sa buong chain reaction kapag binitawan.
Kinetic Energy
Habang bumababa ang binitawang bola, ang nakaimbak na PE nito ay nagiging KE; sa ibaba, ang KE na iyon ang halos buong naipapasa sa dulong bola sa pamamagitan ng tanikala ng mga collision.