牛顿摇篮(牛顿摆)的原理?
在理想情况下,完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒。如果两个碰撞小球的质量相等,联立动量守恒和能量守恒方程时可解得:两个小球碰撞后交换速度。如果被碰撞的小球原来静止,则碰撞后该小球具有了与碰撞小球一样大小的速度,而碰撞小球则停止。
多个小球碰撞时可以进行类似的分析。事实上,由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞,还会有能量的损失,所以最后小球还是要停下来。这也是牛顿摆的核心物理原理。
扩展资料
牛顿摆是一个1960年代发明的桌面演示装置,五个质量相同的球体由吊绳固定,彼此紧密排列。又叫:牛顿摆球、动量守恒摆球、永动球、物理撞球、碰碰球等。
牛顿摆是由法国物理学家伊丹·马略特(Edme Mariotte)最早于1676年提出的。当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球,最左边的球将被弹出,并仅有最左边的球被弹出。牛顿摆可近似看做完全弹性碰撞。
参考资料来源:百度百科-牛顿摆
牛顿摆是利用了什么原理
牛顿摆可近似看做完全弹性碰撞。
在理想情况下,完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒。如果两个碰撞小球的质量相等,联立动量守恒和能量守恒方程时可解得:两个小球碰撞后交换速度。
如果被碰撞的小球原来静止,则碰撞后该小球具有了与碰撞小球一样大小的速度,而碰撞小球则停止。多个小球碰撞时可以进行类似的分析。事实上,由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞,还会有能量的损失,所以最后小球还是要停下来。这也是牛顿摆的核心物理原理。
牛顿摆是一个1960年代发明的桌面演示装置,五个质量相同的球体由吊绳固定,彼此紧密排列。又叫:牛顿摆球、动量守恒摆球、永动球、物理撞球、碰碰球等。
牛顿摆是由法国物理学家伊丹·马略特(Edme Mariotte)最早于1676年提出的。当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球,最左边的球将被弹出,并仅有最左边的球被弹出。
扩展资料
当两个金属球碰撞时,弹性碰撞就会发生。在碰撞前后,所具有的动能不变。在理想状况下,即球只受到动量、能量与重力作用,所有的碰撞都是完美的弹性碰撞而牛顿摆的结构也是完美的,金属球将永远运动下去。
但不可能存在完美的牛顿摆,因为其总会受到摩擦力的作用而使能量损耗。一部分摩擦力来自空气阻力,而主要的来自小球本身。所以牛顿摆中的碰撞并不是真正的弹性碰撞而是非弹性碰撞,因为碰撞后的动能比碰撞前的有所损失(摩擦力所致)。
但根据能量守恒定律,总能量保持不变。由于球的形变,组成球的分子间将动能转化为热能。小球发生振动,同时产生了牛顿摆标志性的清脆的碰撞声。
还有一类碰撞叫完全非弹性碰撞:碰撞过程中物体往往会发生形变,还会发热、发声。因此在一般情况下,碰撞过程中会有动能损失。如果碰撞后物体结合在一起,动能损失最大,这种碰撞叫做完全非弹性碰撞。
参考资料来源:百度百科-牛顿摆
牛顿摆球有什么好处
牛顿摆是一个1960年代发明的桌面演示装置,五个质量相同的球体由吊绳固定,彼此紧密排列。又叫:牛顿摆球、动量守恒摆球、永动球、物理撞球、碰碰球等。
当然此过程也是可逆的,当摆动最左侧的球撞击其它球时,最右侧的球会被弹出。当最右侧的两个球同时摆动并撞击其他球时,最左侧的两个球会被弹出。同理相反方向同样可行,并适用于更多的球,三个,四个,五个……。 五个球的变化旁边的图示中最左边的球得到动量并通过碰撞传递到右侧并排悬挂的球上,动量在四个球中向右传递。当最右面的球无法将动量继续传递的时候,被弹出。这是一系列弹性碰撞,其中并包含非弹性碰撞和动量。由于在碰撞中不存在其它力的影响,左侧质量m速度vl的l球动量必须传递给右侧静止的球。右侧质量m具有的r球被碰撞后具 有相同的动量。被碰撞的球都具有向右的速度vr并有向右移动的趋势,称作动量守恒。碰撞前后的能量必须一致,此处忽略球的振动运动,写作对于第一个公式,由于不等于零,所以速度为。第一个公式l = r:说明碰撞时有数个球被碰撞后弹出。在这里,被碰撞的球以同样的速度移动,而剩余的球不动。当多于两个球时,则不能按照能量守恒和动量守恒考虑。在重力系统中,左侧的l球以速度vl碰撞右侧速度为vr的r球,遵守能量守恒和动量守恒,碰撞后l球以速度vl向右,r球以速度vr相左继续运动。相反的,l球可以以相反的速度 − vl,r球有相反的速度 − vr。要解释球串的表现,必须更进一步思考,撞击波是如何在球串中传递的。
求这个东西的学名,我想买但是不知道名称,只好画图。一个架子上一排钢珠球,一颗撞击一颗,就会荡来荡去
其实很多精品店有售
牛顿摆球儿的装置中,当同时将两个以上的球从高处落下时,撞击波是如何在球串中传递的?谢
当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球,最左边的球将被弹出,并仅有最左边的球被弹出。当然此过程也是可逆的,当摆动最左侧的球撞击其它球时,最右侧的球会被弹出。当最右侧的两个球同时摆动并撞击其他球时,最左侧的两个球会被弹出。
同理相反方向同样可行,并适用于更多的球,三个,四个,五个……。假定各金属球是具有相同质量的质点。当一个质点撞击第二个质点,第一个质点的动量与能量立即转移到第二个上,如此进行下去,直到最后一个质点获得了动量与能量后弹出。
扩展资料:
当两个金属球碰撞时,弹性碰撞就会发生。在碰撞前后,所具有的动能不变。在理想状况下,即球只受到动量、能量与重力作用,所有的碰撞都是完美的弹性碰撞而牛顿摆的结构也是完美的,金属球将永远运动下去。
但不可能存在完美的牛顿摆,因为其总会受到摩擦力的作用而使能量损耗。一部分摩擦力来自空气阻力,而主要的来自小球本身。所以牛顿摆中的碰撞并不是真正的弹性碰撞而是非弹性碰撞,因为碰撞后的动能比碰撞前的有所损失(摩擦力所致)。
参考资料来源:百度百科-牛顿摆