Physics of Swinging Balls

Svingende kuler, også kjent som Newtons vugge eller støt baller, beviser bevaring av energi og bevegelsesmengde ved bruk av en rekke kuler som er opphengt i en ramme av en tynn tråd. Når en eller flere baller løftes og slippes, slår de resterende kuler som fortsatt, overføring av energi og bevegelsesmengde gjennom dem og forårsaker et tilsvarende antall kuler på den andre siden av rekken for så å løfte oppover. Dette moment synker gradvis med hver igjennom på grunn av krefter som innføres i systemet, og overføring av energi.

Bevaring av Momentum

Momentum er mengden av materiale som utgjør en gjenstand, eller masse, multiplisert med hastighet og retning av dens bevegelse, eller hastighet. I et lukket system slik som svingende baller, fremdriften av den første ballen svinges, forut for kollisjonen, bør tilsvare fremdriften av spillet som er presset oppover ved enden av serien hvis stå uforstyrret. Momentum er uttrykt av en "P" i vitenskapelig notasjon mens masse og hastighet er notert med "m" og "v." Dermed P = mv, og den første P bør tilsvare den endelige P gjennom bevaring av momentum.

Conservation of Energy

I likhet med bevaring av bevegelses, bevaring av energi stater at den første energien i systemet må være lik systemets endelige energi selv om energien kan og slår seg fra potensialet til kinetisk og tilbake igjen. Som ballene svinge, blir noe av energien som leveres til den luft som omgir systemet, og dermed forårsaker kulene til gradvis miste fart.

Potensiell og kinetisk energi

Potensiell energi er energien som er lagret i et objekt mens kinetisk energi er energien av objektets bevegelse. Potensiell energi, som en regel, blir endret til kinetisk energi. Imidlertid, når det oppstår virkningen av ballen eller ballene som faller, blir en sjokkbølge som sendes gjennom de stabile baller, således lagre den kinetiske energi som potensiell energi. Etter hvert som flere kollisjoner inntreffer, blir den kinetiske energi forbrukes.

Friksjon og Gravity

Andre faktorer som spiller en rolle i fysikken i svingende baller er friksjon og tyngdekraft. Friksjonen i dette systemet er innenfor kulene og er forårsaket av den lagrede bevegelsesenergien som ble levert gjennom trykkbølge. Tyngdekraften er faktisk en ytre kraft som er en del av systemet på grunn av suspensjonen av ballene fra rammen. Som gravitasjon og friksjon spille sin rolle i systemet, reduserer fart før ballene endelig slutte å flytte alle sammen.