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牛頓擺是什麼物理原理

發布時間:2022-08-10 00:10:31

1. 牛頓搖籃(牛頓擺)的原理

在理想情況下,完全彈性碰撞的物理過程滿足動量守恆和能量守恆。如果兩個碰撞小球的質量相等,聯立動量守恆和能量守恆方程時可解得:兩個小球碰撞後交換速度。如果被碰撞的小球原來靜止,則碰撞後該小球具有了與碰撞小球一樣大小的速度,而碰撞小球則停止。

多個小球碰撞時可以進行類似的分析。事實上,由於小球間的碰撞並非理想的彈性碰撞,還會有能量的損失,所以最後小球還是要停下來。這也是牛頓擺的核心物理原理。

(1)牛頓擺是什麼物理原理擴展閱讀

牛頓擺是一個1960年代發明的桌面演示裝置,五個質量相同的球體由吊繩固定,彼此緊密排列。又叫:牛頓擺球、動量守恆擺球、永動球、物理撞球、碰碰球等。

牛頓擺是由法國物理學家伊丹·馬略特(Edme Mariotte)最早於1676年提出的。當擺動最右側的球並在回擺時碰撞緊密排列的另外四個球,最左邊的球將被彈出,並僅有最左邊的球被彈出。牛頓擺可近似看做完全彈性碰撞。

2. 牛頓擺的介紹

牛頓擺是一個1960年代發明的桌面演示裝置,五個質量相同的球體由吊繩固定,彼此緊密排列。又叫:牛頓擺球、動量守恆擺球、永動球、物理撞球、碰碰球等。牛頓擺是由法國物理學家伊丹·馬略特(Edme Mariotte)最早於1676年提出的。當擺動最右側的球並在回擺時碰撞緊密排列的另外四個球,最左邊的球將被彈出,並僅有最左邊的球被彈出。

3. 牛頓擺是利用了什麼原理

牛頓擺可近似看做完全彈性碰撞。

在理想情況下,完全彈性碰撞的物理過程滿足動量守恆和能量守恆。如果兩個碰撞小球的質量相等,聯立動量守恆和能量守恆方程時可解得:兩個小球碰撞後交換速度。

如果被碰撞的小球原來靜止,則碰撞後該小球具有了與碰撞小球一樣大小的速度,而碰撞小球則停止。多個小球碰撞時可以進行類似的分析。事實上,由於小球間的碰撞並非理想的彈性碰撞,還會有能量的損失,所以最後小球還是要停下來。這也是牛頓擺的核心物理原理。

牛頓擺是一個1960年代發明的桌面演示裝置,五個質量相同的球體由吊繩固定,彼此緊密排列。又叫:牛頓擺球、動量守恆擺球、永動球、物理撞球、碰碰球等。

牛頓擺是由法國物理學家伊丹·馬略特(Edme Mariotte)最早於1676年提出的。當擺動最右側的球並在回擺時碰撞緊密排列的另外四個球,最左邊的球將被彈出,並僅有最左邊的球被彈出。

(3)牛頓擺是什麼物理原理擴展閱讀

當兩個金屬球碰撞時,彈性碰撞就會發生。在碰撞前後,所具有的動能不變。在理想狀況下,即球只受到動量、能量與重力作用,所有的碰撞都是完美的彈性碰撞而牛頓擺的結構也是完美的,金屬球將永遠運動下去。

但不可能存在完美的牛頓擺,因為其總會受到摩擦力的作用而使能量損耗。一部分摩擦力來自空氣阻力,而主要的來自小球本身。所以牛頓擺中的碰撞並不是真正的彈性碰撞而是非彈性碰撞,因為碰撞後的動能比碰撞前的有所損失(摩擦力所致)。

但根據能量守恆定律,總能量保持不變。由於球的形變,組成球的分子間將動能轉化為熱能。小球發生振動,同時產生了牛頓擺標志性的清脆的碰撞聲。

還有一類碰撞叫完全非彈性碰撞:碰撞過程中物體往往會發生形變,還會發熱、發聲。因此在一般情況下,碰撞過程中會有動能損失。如果碰撞後物體結合在一起,動能損失最大,這種碰撞叫做完全非彈性碰撞。

4. 牛頓擺算科學器材嗎

牛頓擺是桌上玩具和教學工具,可演示能量守恆和動量守恆定律。當其中一個球被提起並釋放時,它撞擊隨後的固定球,並通過一系列快速的能量傳遞,最後一個球被向外推動。
該設備用艾薩克·牛頓爵士(Isaac Newton)的名字命名,也被稱為牛頓擺,牛頓搖桿,更隨意地稱為牛頓球。牛頓擺除了是優雅的裝飾物外,還展示出兩個非常重要的基本物理定律,即動量守恆定律和能量守恆定律。
擺被認為以牛頓命名,有兩個原因。首先,可以從牛頓的第二運動定律(力=質量x加速度)中得出動量守恆定律,其次,作為對牛頓對物理學領域遠比惠更斯和馬里奧特貢獻更大的頌歌。
多年來,牛頓擺進行了多次翻新。但是,基本輪廓保持不變並且非常簡單。奇數個幾乎彼此不接觸的球(通常是五個或七個)被懸掛在木製或金屬框架上。球通常由不銹鋼製成,在極少數情況下,由鈦製成。由於其良好的彈性和低廉的價格,不銹鋼是構造球的理想選擇。
每個球的特性(大小,重量,質量和密度)均相同,並使用兩條等長的線懸掛。導線從框架的任一側傾斜以與滾珠形成一個倒無底三角形。它們還有助於將擺錘的運動限制在與框架橫桿平行的單個平面上。
牛頓擺的操作與其結構一樣簡單。當一端的球被抬起並釋放時,它撞擊隨後的靜止球並將所有能量傳遞給它。通過一系列令人難以置信的快速傳遞,能量被傳遞到另一個終端的球上,迫使球向上擺動。終端球升至等於第一個球的高度,然後掉落下來擊中靜止的球。現在,能量和運動都沿相反的方向進行,最終將第一個球再次推出。

5. 好幾個珠子一起擺動的是什麼

好幾個珠子一起擺動的是牛頓擺,又叫牛頓擺球、動量守恆擺球、永動球、物理撞球、碰碰球等。牛頓擺是一個19世紀60年代發明的桌面演示裝置,五個質量相同的球體由吊繩固定,彼此緊密排列牛頓擺是由法國物理學家伊丹馬略特最早於1676年提出的。

珠子一起擺動的原理

楞次定律阿,就是擺下去的時候先排斥後吸引,那個東西摩擦力比較小,長時間還是會停下裝飾品也是這個原理。當擺動最右側得球並在回擺時碰撞緊密排列的另外四個球,最左邊的球將被彈出,並僅有最左邊的球被彈出。

當然此過程也是可逆的,當擺動最左側的球撞擊其它球時,最右側的球會被彈出。當最右側的兩個球同時擺動並撞擊其他球時,最左側的兩個球會被彈出。同理相反方向同樣可行,並適用於更多的球,三個,四個,五個。

6. 牛頓擺(碰撞球)的原理

看過JACKSOON貼的東西我知道了
動量守恆,等質量物體完全彈性碰撞
就是說,一個質量為M速度V的物體正碰,並且沒有能量損失的碰到另一個靜止的質量為M的物體,前一個會停下,後一個會以V同方向運動,你對幾個球連續使用沖量定理就知道了。當然,實際情況不可能完全彈性碰撞,必有能量損失,因此擺的幅度會變小最後停止

7. 五球碰擺原理是什麼

五球碰擺即牛頓擺:五個質量相同的球體由吊繩固定,彼此緊密排列。又叫:動量守恆擺球,當擺動最右側的球並在回擺時碰撞緊密排列的另外四個球,最左邊的球將被彈出,並僅有最左邊的球被彈出。
牛頓擺原理:動量守恆定律。

8. 牛頓擺的原理

牛頓擺原理假定各金屬球是具有相同質量的質點。當一個質點撞擊第二個質點,第一個質點的動量與能量立即轉移到第二個上,如此進行下去,直到最後一個質點獲得了動量與能量後彈出。即使兩個或更多質點撞擊球組,情況依然相同。但是,瞬間運動則需要無窮大的加速度並且質點質量為零。當一個運動著的球撞擊靜止的球,壓縮波將在兩個球中傳遞。

動量守恆。動量守恆定律表明在一個封閉系統中,給定方向的動量是恆定的。動量表示為:p=mv (p代表動量,m代表質量,v代表給定方向的速度)當小球甲撞擊小球乙,它以特定的方向運動,例如從東向西運動。那意味著,它的動量(動量是矢量)也以從東向西的方向運動。任何小球運動方向上的改變將導致動量的改變,這只有在受到外力作用的情況下才能實現。那就是為什麼小球甲不是簡單地被小球乙彈開——它的動量將能量以從東向西的方向傳遞過所有的球。實際上,牛頓擺並不是一個封閉系統,金屬球仍然受到重力的作用,會使小球彈開的速度減緩,直至停止(此時動量不守恆)。當最後一個球無法繼續傳遞動量與能量,它就被彈開。當它運動到最高點時,它只蘊含勢能,而動能減少到零,重力使它向下運動,循環再次開始。彈性碰撞與摩擦力。

當兩個金屬球碰撞時,彈性碰撞就會發生。在碰撞前後,所具有的動能不變。在理想狀況下,即球只受到動量、能量與重力作用,所有的碰撞都是完美的彈性碰撞而牛頓擺的結構也是完美的,金屬球將永遠運動下去。但不可能存在完美的牛頓擺,因為其總會受到摩擦力的作用而使能量損耗。一部分摩擦力來自空氣阻力,而主要的來自小球本身。所以牛頓擺中的碰撞並不是真正的彈性碰撞而是非彈性碰撞,因為碰撞後的動能比碰撞前的有所損失(摩擦力所致)。

但根據能量守恆定律,總能量保持不變。由於球的形變,組成球的分子間將動能轉化為熱能。小球發生振動,同時產生了牛頓擺標志性的清脆的碰撞聲。

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