【精讲】牛顿摆

话说牛顿摆是个非常好玩的东西，在课堂上的演示结果非常明了：有几个去撞，就有几个弹出去！然后老师说这是动量守恒什么的（动量是质量和速度的积）……
但是！大家有没有想过，如果一个球撞过去，最后是五个球一起摆，只不过速度是原来那个莽撞球速度的五分之一，也满足动量守恒啊~！所以，除了动量守恒外，还有更深层次的原因呢~
（别急，喝一口咖啡）

嗯，要解决这个问题我们先简化下模型。
现在的情况：只有两个质量相同的金属球，在大礼堂的木地板上做一次元运动，一球静止（静之球），一球运动（动之球）并完全命中静之球。结果：动之球静止，静之球滚出。问：为什么不是两球一起运动？
解答：首先根据牛顿第几定律来着……（无奈状）反正是作用力与反作用力定律，两球相撞的短暂时间内，存在一对时刻等大的相互作用力。这对力的大小绝对不是恒定的，但是由于时间短而且我们只关注始态和末态，所以我们完全可以用恒力来等效。接下来我们画出速度-时间图像，千万注意要无视速度差值与相触与否的矛盾，因为这幅图能正确传达的信息只有三个——最终位移、末速度和初速度。
（再喝口咖啡）

不感兴趣

开通SVIP免广告

好了我们继续。假设结果是两球以动之球初速度的二分之一紧贴滚出，那么有图像：

图中红线是动之球的，黑线是静之球的。可是动之球最后完成的位移居然比静之球多（图中蓝色区域），所以这个结果是不符合实际的。

正确图解

最后，让我们拓展一步：两质量不同的怎么办？
嗯……这我也不会哎……
导师大人！

嗯，豁然开朗！
根据九楼的公式，动之球如果质量比静之球小，会发生反弹现象，这样就明了了！

什么问题都解决了！感谢导师大人~

扫二维码下载贴吧客户端

下载贴吧APP
看高清直播、视频！

5回复贴，共1页

<<返回星宇物理吧

分享到:

日	一	二	三	四	五	六