有些老板的办公桌上放着一个由4个钢珠组成的装饰品,当左边一个钢珠落下的时候右边一个随即会弹跳起来,不知道那装饰品叫什么,如果可以咱也想要一个摆放着,蛮有意思的...

  有些老板的办公桌上放着一个由4个钢珠组成的装饰品,当左边一个钢珠落下的时候右边一个随即会弹跳起来,不知道那装饰品叫什么,如果可以咱也想要一个摆放着,蛮有意思的

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  顿能量守恒撞球( 或叫能量守恒惯性摆球):此款碰碰球可以当装饰品摆放在办公室或家里装点家居,也适合当赠送亲友的礼品...实物并非永久摆动,摆动开始后,力会不断消耗,直至停止!

  毕业于山东农业大学水利水电工程专业,醉心天文观测多年,国际流星组织(IMO)会员

  一般称作牛顿摆、牛顿撞球、永动球、碰碰球,比较高大上的叫法是牛顿能量守恒撞球( 或叫能量守恒惯性摆球)。

  牛顿摆是一个桌面演示装置,展示了动量守恒定律。五个质量相同的球体由吊绳固定,彼此紧密排列。凯时国际娱乐手机app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,有且仅有最左边的球将被弹出。

  一个典型的牛顿摆是由若干个(通常是奇数个,比如5个或7个)尺寸相同的金属制小球及支架组成的。每个金属球用两根细线悬挂在支架上,两根线成一定的角度,金属球彼此之间恰好接触,保持静止。细线约束小球的摆动,以使其能运动到原位。

  当一端的一个金属球被拉起并释放,它会碰撞与它相邻的金属球并趋于静止。几乎同时,另一端的一个金属球会突然弹起,并达到比前一个球稍低的高度,两端的球不断运动,直至静止。这表明了后来的球获得了第一个球的大部分能量与动量。碰撞产生了冲击波,在中间的球传递。任何有伸缩性的材料,比如金属,都能实现这个效果,只要动能在材料压缩的过程中转化为势能,而不是以热量的形式散失。如果把一端的两个球拉起并释放,那么另一端的两个球将弹起。甚至,把超过一半的球拉起释放,也能达到相同的效果。

  牛顿摆现象在理想的情况下,即金属球总是两两发生碰撞并且小球起初没有相接触,可以用简单的物理现象进行解释(当然有细微的错误之处)。动量(质量×速度)与动能(0.5×质量×速度2)的守恒可以用来得出两个碰撞的金属球的合速度。对于三个或更多的金属球,其速度可以用相同的方式计算(理想状况下)。在牛顿摆中,所有的球具有相等的质量,所以对于一对发生碰撞的球来说,“运动”的球相对于“静止”的球停止,而“静止”的球获得了另一个球所有的速度(因此是所有的动量与能量)。如果两个球都发生了运动,那么其中一个球就被指定为“静止”的参照系。两个完全相同的弹性碰撞球之间的这种影响是牛顿摆运作的基础,并给出了一种近似的解释,而不用利用数学去解关于动量与能量的方程。例如,当两个球隔开很一小段距离去碰撞另外三个静止的球,则第一个球的碰撞将它的速度传递给第三个球并停止,第三个球又将速度传递给第四个球并停止,第四个球又传递给第五个球。此事件中,第一个球将速度传递给刚刚停止的第二个球,然后立即重复此动作,而第四与第五个球之间也会相隔最初两球之间的间距。如果最初的两个球略微焊接在一起,那么它们与一个质量两倍的球作用相同,只是最后一个球的运动速度比别的球快得多。所以,最初两个球之间很小的间距是很重要的。在这种简单的解释中,小球相当高效地将速度传递给下一个球,持续作用。所以,当小球间没有接触时,这种效果更加显著,因此更接近独立碰撞的情况。