Кулі ньютона

Цю популярну іграшку-сувенір, придуману англійським актором Саймоном Пребблом в 1967 році, а сьогодні часто зустрічається на письмових столах в кабінетах і офісах, можна помістити і в музей фізики. 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 та збереження енергії не тільки не зашкодить, але і додасть особливий сенс спостереження.

Якщо відхилити перший кульку і відпустити, то його енергія і імпульс передадуться без зміни через три середніх кульки останньому, який придбає ту ж швидкість і підніметься на ту ж висоту. Він в свою чергу передасть свій імпульс і енергію по ланцюжку знову першому кульці. Крайні маятники будуть коливатися, а середні кульки будуть спочивати. Якщо б не було втрат механічної енергії внаслідок роботи сил тертя і пружності, то коливання тривали вічно, але вони загасають, так як в реальних механічних системах завжди діють дисипативні сили.

Цікавим є те, що перший кулька передає імпульс останньому не безпосередньо, а через середні кульки, які залишаються нерухомими. Картина нагадує поширення пружної хвилі в твердому тілі, тобто передачу пружних збурень і енергії пружної деформації без перенесення речовини (наприклад, звук).

Цю популярну іграшку-сувенір, придуману англійським актором Саймоном Пребблом в 1967 році, а сьогодні часто зустрічається на письмових столах в кабінетах і офісах, можна помістити і в музей фізики. 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 та збереження енергії не тільки не зашкодить, але і додасть особливий сенс спостереження.

Якщо відхилити перший кульку і відпустити, то його енергія і імпульс передадуться без зміни через три середніх кульки останньому, який придбає ту ж швидкість і підніметься на ту ж висоту. Він в свою чергу передасть свій імпульс і енергію по ланцюжку знову першому кульці. Крайні маятники будуть коливатися, а середні кульки будуть спочивати. Якщо б не було втрат механічної енергії внаслідок роботи сил тертя і пружності, то коливання тривали вічно, але вони загасають, так як в реальних механічних системах завжди діють дисипативні сили.

Цікавим є те, що перший кулька передає імпульс останньому не безпосередньо, а через середні кульки, які залишаються нерухомими. Картина нагадує поширення пружної хвилі в твердому тілі, тобто передачу пружних збурень і енергії пружної деформації без перенесення речовини (наприклад, звук).