Mecânica
Pêndulo de Newton
Observe o momento passar pela fileira até a bola da extremidade.
Pêndulo de Newton — simulação interativa de Mecânica. Observe o momento passar pela fileira até a bola da extremidade. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Berço de Newton
Uma fileira de bolas iguais transfere quantidade de movimento por meio de colisões quase elásticas: a bola da extremidade sai enquanto as demais quase não se movem.
Quando a bola da extremidade golpeia a fileira, a quantidade de movimento viaja pela cadeia de contatos. No caso ideal, a última bola sai com quase toda a quantidade de movimento enquanto as internas permanecem quase imóveis.
- Quantidade de movimento conservada ao longo da fileira
- Contatos quase elásticos
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta de direção
Se você puxar a primeira bola para trás até uma altura h e deixá-la balançar para dentro da fileira, o que determina a rapidez com que a última bola sai voando?
Previsões para pesar
- A bola distante sai com aproximadamente a mesma velocidade que a primeira bola teve no impacto.
- A bola mais distante sai mais devagar, já que as bolas do meio absorvem parte do movimento.
- A bola distante sai mais rápido que a velocidade de impacto da primeira bola.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Massa de bola (kg)
- Altura de liberação (m)
O que você mede:
- Liberar PE (J)
- Velocidade de saída da bola distante (m/s)
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição Newton's Cradle na sandbox.
- Arraste a bola mais à esquerda para fora e para cima para definir uma altura de lançamento e, em seguida, leia a altura em que ela fica acima do ponto de descanso.
- Solte a bola e deixe-a cair na fileira de bolas que se tocam. Observe quais bolas voam do outro lado e a que altura elas balançam.
Equação governante
Energia Potencial Gravitacional — PE = m·g·h
A bola puxada para trás armazena energia igual ao seu peso multiplicado pela distância que você a levantou acima do ponto de repouso - é isso que alimenta toda a reação em cadeia, uma vez liberada.
Energia Cinética — KE = ½·m·v²
À medida que a bola lançada desce, seu PE armazenado é convertido em KE; na parte inferior, esse KE é o que é entregue quase inteiramente à bola distante através da cadeia de colisões.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para cada linha, calcule o lançamento PE (mgh) e o impacto KE que a primeira bola deve ter pouco antes de atingir o fundo do seu balanço (½mv², usando seu farSpeed medido para v). Como as duas energias se comparam?
- Usando a conservação do momento e da energia cinética para uma cadeia de massas iguais, explique por que a bola distante sai com (aproximadamente) a velocidade de impacto da primeira bola, enquanto as bolas intermediárias quase não se movem.
Onde isso aparece além do laboratório
- Por que as bolas do meio quase não se movem, embora o impulso da colisão passe por cada uma delas?
- Na caixa de areia, a bola distante balança exatamente na altura da sua altura de lançamento? O que a lacuna (se houver) lhe diz sobre quão elásticas são realmente as colisões?
- 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
- Bem-vindo ao berço de Newton
- Pressione Reproduzir
- Selecione a primeira bola
- quantidade de movimento pela fileira
- Abra os dados
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
Abrir laboratório interativo →
Baixe a planilha do laboratório →
Conservação de Quantidade de Movimento