Download - маятник ньютона
![Page 1: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/1.jpg)
Підготувала учениця
11-В класу
Бондарєва Антоніна
![Page 2: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/2.jpg)
Кульки Ньютона (маятник Ньютона) - механічна система, придумана ІсаакомНьютоном для демонстрації перетворення енергії різних видів один в одного: кінетичної в потенціальну і навпаки.
Ісаак Ньютон
Кульки Ньютона
![Page 3: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/3.jpg)
У відсутність протидіючих сил (тертя) система могла б діяти вічно, але в реальності ценедосяжно.
![Page 4: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/4.jpg)
Цю популярну іграшку-сувенір, придуману англійським акторомСаймоном Пребблом в 1967 році, які сьогодні часто зустрічаютьсяна письмових столах в кабінетах і офісах, можна помістити і в музей фізики.
Саймон Преббл
![Page 5: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/5.jpg)
Можна нескінченно довго грати з нею, дивлячись на хитні кульки (як дивитися на поточну воду або вогонь). Але знання того, що вона ілюструє закони збереження імпульсу і збереження енергії не тільки не перешкодить, але і додасть особливий сенс спостереженню.
![Page 6: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/6.jpg)
Якщо відхилити першу кульку і відпустити, то його енергія і імпульс передадуться без зміни через три середніх кульки останній, яка придбає ту ж швидкість і підніметься на ту ж висоту. Вона у свою чергу передасть свій імпульс і енергію по ланцюжку знову перші кульці.
Крайні маятники будуть коливатися, а середні кульки будуть покоїтися. Якби не буловтрат механічної енергії внаслідок роботи сил тертя і пружності, то коливання тривалиб вічно, але вони загасають, так як в реальних механічних системах завжди діютьдисипативні сили.
![Page 7: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/7.jpg)
Цікавим є те, що перша кулька передає імпульс останній не безпосередньо, а через середні кульки, які залишаються нерухомими. Картина нагадує розповсюдження пружної хвилі в твердому тілі, тобто передачу пружних збурень і енергії пружної деформації без перенесення речовини (наприклад, звук).
![Page 8: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/8.jpg)
Розглянемо простий випадок, коли рухома куля стикається з такою самою кулею(«Колиски Ньютона» всього з двох кульок). Зіткнення пружне і центральне (саме такеспостерігається в ідеальної «Колиски Ньютона»).
![Page 9: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/9.jpg)
Щоб знайти швидкості куль після пружного зіткнення, треба записати рівняння закону збереження імпульсу для такої системи і рівняння закону збереження енергії і вирішити отриману систему рівнянь. Результат відомий: рухомий куля зупиняється, а нерухомі набувають швидкість першого.
![Page 10: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/10.jpg)
У колисці Ньютона перший кульку передає імпульс другий кульці і зупиняється. Ми не бачимо, як друга кулька отримує імпульс від першої, не «бачимо» її швидкість. Але, якщо придивитися: кулька ледь помітно «здригається», тобто рухається з отриманої швидкістю, але на маленькому шляху «із-за тісноти».
![Page 11: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/11.jpg)
Але вона встигає на цьому короткому шляху віддати імпульс третій кульці і зупинитися. Те ж з третьою кулькою і т. д. Остання кулька не має перед собою, кому передати свій імпульс, тому вільно рухається, піднімаючись на висоту, потім повертається, і все повторюється у зворотному напрямку.
![Page 12: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/12.jpg)
«Колиска Ньютона» можна виготовити самостійно. Кульки треба підвішувати на двох підкутом один до одного нитках, щоб площина коливань кульок зберігалася постійною, і удари були центральними.
![Page 13: маятник ньютона](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022103002/55abbe711a28abf65e8b469a/html5/thumbnails/13.jpg)
Найбільша Колиска Ньютона в світі знаходиться в м. Каламазу (штат Мічиган, США). У ній 16 боулінг-куль, масою 6,8 кг кожен, підвішених на нитках довжиною 6,1 м на висоті 1 м від підлоги.