Niutono lopšys: judesio kiekio ir energijos perdavimas

1 · Spėk

Jei atitrauksi pirmąjį rutulį iki paleidimo aukščio h ir leisi jam trenktis į eilę, kas lemia, kaip greitai paskutinis rutulys išlėks?

• Tolimasis rutulys išeiga maždaug tuo pačiu greičiu, kokį pirmasis turėjo smūgio metu.
• Tolimasis rutulys išeina lėčiau, nes vidutiniai rutuliai sugeria dalį judesio.
• Tolimasis rutulys išeina greičiau nei pirmojo rutulio smūgio greitis.

2 · Paruošk

1. Atidaryk Niutono lopšio eksperimentą smėliadėžėje.
2. Nutempk kairiausią rutulį į šalį ir aukštyn, nustatydamas paleidimo aukštį, tada nuskaityk, kiek aukštai jis sėdi virš savo rimties taško.
3. Paleisk rutulį ir leisk jam nusileisti į liestinčių rutulių eilę. Stebėk, kuris rutulys (ar rutuliai) išlėka tolimojoje pusėje ir kaip aukštai jie išsirita.

3 · Rink duomenis

Braižyk tolimojo rutulio išėjimo greitį (y ašis) prieš paleidimo aukštį (x ašis) savo trims bandymams. Ar ryšys tiesė?

4 · Analizuok

1. Kiekvienai eilutei apskaičiuok paleidimo PE (mgh) ir smūgio KE, kurį pirmasis rutulys turėtų turėti vos prieš pasiekdamas svyravimo apačią (½mv², naudodamas išmatuotą tolimojo greitį v). Kaip lyginasi abi energijos?
2. Naudodamas judesio kiekio ir kinetinės energijos tvermę vienodų masių grandinei, paaiškink, kodėl tolimasis rutulys išeina (apytiksliai) pirmojo rutulio smūgio greičiu, o tarpiniai rutuliai vos krusteli.

5 · Išplėsk

1. Kodėl vidutiniai rutuliai vos krusteli, nors susidūrimo impulsas praeina per kiekvieną iš jų?
2. Ar smėliadėžėje tolimasis rutulys kada nors išsirita tiksliai taip aukštai kaip tavo paleidimo aukštis? Ką tarpas (jei yra) sako apie tai, kiek iš tikrųjų tamprūs yra susidūrimai?

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai