ニュートンのゆりかご：運動量とエネルギーの伝達

1 · 予測

最初の球を放す高さ h まで引き、列へ振り入れたとき、最後の球が飛び出す速さを決めるものは何でしょうか？

• 反対側の球は、衝突直前の最初の球とほぼ同じ速さで飛び出します。
• 中央の球が運動の一部を吸収するため、最後の球は遅くなります。
• 最後の球は最初の球の衝突速度より速く飛び出します。

2 · 準備

1. sandbox で Newton's Cradle プリセットを開きます。
2. 左端の球を外側・上方へドラッグして放す高さを設定し、静止位置からの高さを読み取ります。
3. 球を放して接触した球列へ振り下ろします。反対側でどの球が飛び出し、どの高さまで振れるか観察します。

3 · データ収集

端の球の退出速度（縦軸）を放す高さ（横軸）に対してプロットします。関係は直線ですか？

4 · 分析

1. 各行で放すときの PE (mgh) と、最初の球が振り下ろしの底に達する直前の衝突 KE (½mv²、v は測定した端の速度) を計算します。2つのエネルギーを比較します。
2. 等質量の列で運動量と運動エネルギーが保存されることを使い、端の球が最初の球の衝突速度（ほぼ）で飛び出し、間の球がほとんど動かない理由を説明します。

5 · 発展

1. 衝突の力積が全ての球を通過するのに、中央の球がほとんど動かないのはなぜですか？
2. sandbox で端の球は放した高さと全く同じ高さまで振れますか？差があれば、衝突の弾性について何が分かりますか？

この実験の物理

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