神奇的牛頓擺!你知道什麼物理原理嗎?

2021-02-08 科學解碼

 

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!


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!記住了嗎?


用燈泡演示的能量傳遞過程!還挺美的!


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。例如這個太低估自己高度的大巴車………… 動能完全損失掉,轉換成形變能和熱能。


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    太極拳大師展示的太極拳神奇現象是如何發生的呢?原理是什麼呢?是「內功」「內氣」「內力」的作用嗎?是因為「放鬆」而產生了超乎常人的巨大潛能力量嗎?看完太極拳大師的所有演示,聽完聽完太極拳大師的所有解釋,最終你也聽不懂他演示內容所產生神奇現象的原理是什麼。像石明、馬長勳、祝大彤這些太極拳大師最終告訴你的就是「放鬆」「不用力」,「只需用意」,並沒有講出任何道理,沒有說清神奇現象產生的原理是什麼。
  • 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。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。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。
  • 中考能量日曆:牛頓站在巨人的肩膀上,你知道那個巨人是誰嗎?
    很神奇的是,16世紀就已經斜了的比薩塔,過去了4個多世紀,居然還沒有倒下。為什麼大名鼎鼎的牛頓那麼謙虛?因為沒有伽利略的理想斜面實驗,就沒有牛頓第一運動定律。自此,伽利略終止了亞里斯多德的力是維持物體運動的原因;而誕生了牛頓的力是改變物體運動狀態的原因。
  • 牛頓擺的新玩法?15個鐵球同時擺動,整個過程讓人眼花繚亂!
    大家好,歡迎收看本期木易機械牛頓擺的新玩法?15個鐵球同時擺動,整個過程看得我眼花繚亂!牛頓擺是個很好玩的小擺件,最早是作為一種物理演示的工具,不過人們發現這個東西看起來挺好玩的,就慢慢被人們做成了各種各樣的小擺件,原理也非常簡單,一排等質量的小球被掛成一排,最邊上的一個被拿起後,撞擊挨著的下一個,只有另一邊最外面的一個會被彈飛,在重量的影響下,再次循環這樣的動作。
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    跟順哥學物理,今天講一下牛頓定律的應用。牛頓第二定律確定了運動和力的關係,使我們能夠把物體的運動情況與受力情況聯繫起來。因此,他在許多基礎科學和工程技術中都有廣泛的應用,在高中接觸到的高考題目中,牛頓定律作為基礎理論,應用非常廣泛,可以說,在有力學分析的題目中,離不開牛頓定律。
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  • 當神奇的內功遇到物理,現出真身的傳統武術,你還會愛嗎?
    如我一樣從小愛蹦愛跳的男生幾乎沒有不喜歡武術的,成長階段的我,又是浸泡在金庸等人的武俠世界裡,那些盪氣迴腸的俠客故事和神奇的武功,讓我無限嚮往。然而我讀的是物理專業,這就難免要用專業知識,來回頭看一下武俠小說中那些幾乎是奇蹟的內功,它們到底是不是真的呢?一、什麼是傳統武術的內功?
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  • 將5個直徑一米的大鐵球,打造成牛頓擺,威力到底有多大?
    將5個直徑一米的大鐵球,打造成牛頓擺,威力到底有多大?在物理實驗當中,有一些實驗是非常有趣的,就比如說牛頓擺,製作牛頓擺非常的容易,只需要將一些等質量的小鐵球擺放在一起,利用到能量守恆的作用就能夠讓它們按照一定的規律擺動起來,那將5個直徑一米的大鐵球打造成牛頓擺,威力到底有多大呢?
  • 物理精神,科技創新的第一性原理是什麼?
    ,基於實驗的測量則是物理精神的本質;3、一如巴斯德象限模式揭示的,當今經濟社會中,科研、技術、製造和服務是一體化的,所以,科技創新成為其它創新的第一性原理;4、當今科技創新的基礎是納米科技、人工智慧和量子信息科技,物質、信息和人工智慧的測量依然是突破的核心。
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    一、教學目標(教綜19天速學班1.1元於10月20日開課)【知識與技能】掌握牛頓第二定律並會進行計算;知道力的單位。【過程與方法】通過合作探究,提高合作能力與邏輯思維能力。【情感態度與價值觀目標】養成科學嚴謹的科學態度,提升對物理的興趣。
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    不然你在火車、飛機上使用了這麼久的牛頓運動定律怎麼一直沒有出錯呢?那要如何證明?如何證明牛頓運動定律的數學形式在所有的慣性系裡都一樣?以前我們可能不知道有這回事,拿著牛頓的定律在地面系、火車系、飛機系隨便就用。現在知道了,那就肯定要找一找這麼做的合法性依據在哪,不能再繼續這樣耍流氓下去了。
  • 因果關係真的存在嗎?愛因斯坦和牛頓的竟然各執一詞
    我用物理來解釋它,因果關係,因在前,果在後,有了前後順序就需要時間。在愛因斯坦的理論框架下,因果關係是存在的,而在牛頓框架理論下,因果關係是不存在的,而這一切的根源在於「光速不變」。牛頓我們都知道牛頓的經典物理學整合了克卜勒與伽利略的運動理論。在牛頓的觀點中,空間是無限延伸的,時間就像一把開了弓的箭,一去不回頭。
  • 牛頓第一二三定律公式內容是什麼,高中物理必考
    很多高中學生對牛頓第一第二第三定律公式內容是什麼都不太清楚,當然這是高考物理必考內容,而且每年考試佔的比重都非常大。牛頓第一定律的內容:一切物體總保持勻速直線運動或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。