❶ 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)牛頓擺是牛頓發明的嗎擴展閱讀
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。
❷ 牛頓環的作用 誰人發明為什麼叫牛頓環和牛頓有關系嗎
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還有這個東西不是一個發明,而是一個發現
弄清楚發明和發現的區別
是牛頓第一個注意到這個現象的,故而被命名為牛頓環!
❸ 牛頓擺球原理是什麼
牛頓擺是一個桌面演示裝置,多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。
理想狀況
實際狀況中的牛頓擺存在一個問題:一個運動的球表現為它的質量好像都集中在其幾何中心。在理想狀況下的牛頓擺中,金屬球是完全相同的質點,將發生完美的碰撞。
牛頓擺原理的推導
假定你拉起n個質量為m的金屬球來碰撞靜止的球。根據動量守恆定律:
(1)p=nmv=MV(M代表n個球的總質量,V代表它們的運動速度。)
同樣的,根據能量守恆定律:
(2)KE= 0.5nmv = 0.5MV
在等式(1)中,解m得:m=MV/nv,替換等式(2)中的m得:
0.5nmv = 0.5MV →0.5nv MV/nv= 0.5MV →v=V
也就是說,球組另一端的球將以速度v運動。
在等式(1)中,解v得:p=nmv=MV→v=MV/nm
將v平方得:v =M V /n m ,替換等式(2)中的v 得:
0.5nmv = 0.5MV →0.5nmM V /n m = 0.5MV →M/nm=1→M=nm
也就是說,開始運動的球的質量與最初的球的質量相同。
結論是,既然所有的球都具有相同的質量,如果你以特定的速度拉起兩個球碰撞球組,另一端的兩個球將以相同的速度彈開。如果拉起四個球,另一端的四個球將彈開。
❹ 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。
(4)牛頓擺是牛頓發明的嗎擴展閱讀
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。
❺ 牛頓搖籃是誰製成
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。
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。
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……。
[編輯本段]原理
五個球的變化
旁邊的圖示中最左邊的球得到動量並通過碰撞傳遞到右側並排懸掛的球上,動量在四個球中向右傳遞。當最右面的球無法將動量繼續傳遞的時候,被彈出。
這是一系列彈性碰撞,其中並包含非彈性碰撞和動量。由於在碰撞中不存在其它力的影響,左側質量m速度vl的l球動量必須傳遞給右側靜止的球。右側質量m具有的r球被碰撞後具有相同的動量。被碰撞的球都具有向右的速度vr並有向右移動的趨勢,稱作動量守恆。
碰撞前後的能量必須一致,此處忽略球的振動運動,
寫作
對於第一個公式,由於不等於零,所以速度為。第一個公式l = r:說明碰撞時有數個球被碰撞後彈出。
在這里,被碰撞的球以同樣的速度移動,而剩餘的球不動。當多於兩個球時,則不能按照能量守恆和動量守恆考慮。
在重力系統中,左側的l球以速度vl碰撞右側速度為vr的r球,遵守能量守恆和動量守恆,碰撞後l球以速度vl向右,r球以速度vr相左繼續運動。相反的,l球可以以相反的速度 − vl,r球有相反的速度 − vr。
要解釋球串的表現,必須更進一步思考,撞擊波是如何在球串中傳遞的。
❻ 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。
❼ 關於牛頓的發明
艾薩克·牛頓(Isaac Newton)是英國偉大的數學家、物理學家、天文學家和自然哲學內家,其研究領域包容括了物理學、數學、天文學、神學、自然哲學和煉金術。牛頓的主要貢獻有發明了微積分,發現了萬有引力定律和經典力學,設計並實際製造了第一架反射式望遠鏡等等,被譽為人類歷史上最偉大,最有影響力的科學家。為了紀念牛頓在經典力學方面的傑出成就,「牛頓」後來成為衡量力的大小的物理單位。
❽ 牛頓擺的理論解釋是什麼
牛頓擺的理論解釋是
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。
❾ 牛頓擺屬於永動機嗎
牛頓擺不屬於永動機。
永動機是一類所謂不需外界輸入能源、能量或在僅有一個熱源的條件下便能夠不斷運動並且對外做功的機械。不消耗能量而能永遠對外做功的機器,它違反了能量守恆定律。
1842年荷蘭科學家邁爾提出能量守恆和轉化定律;1843年英國科學家詹姆斯·焦耳提出熱力學第一定律,他們從理論上證明了能夠憑空製造能量的第一類永動機是不能實現的。熱力學第一定律的表述方式之一就是:第一類永動機不可能實現。