گهواره نیوتن

[Berserk]

گهواره نیوتن، وسیله که برای بیان قانون اندازه حرکت خطی و قانون پایستگی انرژی مورد استفاده قرار داده می شه،از چند گلوله که توسط طنابهایی به دو ستون آویزان شده اند،تشکیل می شود.

دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست. لطفا ثبت نام کنید یا وارد حساب خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید.

همان طور که می دانیم، در حرکت یک جسم تا هنگامی که فقط نیروهای پایستار بر آن اثر می کند مانند حالتی که جسم در مسیر بدون اصطکاک حرکت کند، قانون بقای انرژی مکانیکی صادق است . یعنی در صورتی که از انرژی پتانسیل کم شود به همان اندازه به انرژی جنبشی اضافه می شود بطوریکه مجموع این دو همواره ثابت می ماند از این رو داریم:

                                       E1=E2                                     

                      U1+K1=U2+K2                 

از سوی دیگر در صورتیکه نیروی غیر پایستار مانند اصطکاک بر جسم اثر کند انرژی مکانیکی دیگر ثابت نمی ماند و به اندازه کار آن نیروی غیر پایستار در آن جابجایی  انرژی مکانیکی تغییر می کند . از این رو خواهیم داشت:

کارنیروی غیر پایستار     E2-E1=W

باید توجه داشت این روابط در صورتی صحیح هستند که یک یا چند جسم بدون برخورد در حال حرکت باشند . ولی اگر دو یاچند جسم با هم برخورد داشته باشند علاوه بر قانون بقای انرژی مکانیکی  قانون بقای اندازه حرکت نیز صادق است . یعنی اندازه حرکت کل دستگاه قبل از برخورد برابر اندازه حرکت بعد از برخورد خواهد بود .

اندازه حرکت را با P  نشان می دهیم و از رابطه زیر محاسبه می شود

      P=mv

در صورتی که دو جسم به هم برخورد کنند، تکانه قبل از برخورد با تکانه بعداز برخورد برابر است.یعنی

P1+P2=P[sup]'[/sup]1+P[sup]'[/sup]2

در گهواره نيوتن علاوه بر بقاي انرژي جنبشي در لحظه برخورد بايستي بقاي اندازه حركت نيز برقرار است.

۱ ) بقای انرژی :     بعد از برخورد   K1+K2=K1+K2  قبل از برخورد

۲) بقای اندازه حرکت :   بعد از برخورد  P1+P2=P[sup]'[/sup]1+P[sup]'[/sup]2  قبل از برخورد

 برای آنکه این دو قانون برقرار باشند الزاما بایستی اگر یک گلوله به بقیه گلوله ها برخورد کند از طرف دیگر نیز فقط یک گلوله با همان سرعت از بقیه جدا شود و در صورتیکه دو گلوله را با بقیه گلوله ها برخورد دهیم از آنطرف نیز دو گلوله جدا خواهد شد .