"Игры и Игрушки" №5-2018

Светящиеся шары Ньютона

Согласитесь, если большинство взрослых и помнит что-то из школьного курса физики, так это историю про Ньютона и яблоко, которое упало ему на голову. Но кроме закона всемирного тяготения светлая Ньютонова голова думала и над преобразованием кинетической и потенциальной энергий друг в друга. И придумала она систему, демонстрирующую процесс. И работала бы такая система вечно, если бы не уже известная нам сила трения.

Светящиеся шары Ньютона

Шары Ньютона, также известные как колыбель Ньютона или маятник Ньютона, были созданы актёром Саймоном Пребблом, который воплотил идею великого учёного в своём изобретении в 1967 году. Устройство быстро стало популярной игрушкой, ведь за ней можно наблюдать бесконечно. Она наглядно демонстрирует законы физики, выглядит загадочно, но, без сомнений, круто. И если бы можно было поместить маятник в полный вакуум, где нет силы трения, игрушка могла бы работать вечно. Но, как вы сами понимаете, в реальной жизни это невозможно увидеть.

Суть работы маятника

Если отклонить крайний правый (крайний левый) шарик маятника вбок (по линии расположения остальных шаров) и отпустить его, то вернувшись к изначальному положению, его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему слева (справа), который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Он в свою очередь передаст свой импульс и энергию по цепочке снова первому шарику. В результате, в идеальных условиях, крайние шары будут колебаться, а средние 3 будут неподвижными. Из-за сил трения и упругости, в результате, маятник Ньютона остановится.

Принцип простой: первый шарик передаёт импульс второму шарику и останавливается. Второй шарик получает импульс потенциальной энергии от первого, но, так как перед ним расположен ещё один шарик, он остаётся неподвижным и лишь передаёт импульс следующему шару. Так происходит со всеми шариками, до тех пор, пока импульс не передастся последнему шарику, перед которым ничего нет. В результате, последний шар отклонится в сторону и всё повторится в обратном направлении.

Теперь умная игрушка, уже ставшая традиционным антистрессом, доступна в более технологичной версии. Светящиеся шары Ньютона из стекла со встроенными светодиодами готовы показать законы физики в деле, как при свете дня, так и во тьме ночной. Они оснащены сенсорными датчиками, что делает работу законов сохранения импульса и энергии ещё нагляднее. У новой колыбели Ньютона четыре режима подсветки — динамический (шары меняют цвет при передаче энергии), красный, синий и фиолетовый. Работает классически, выглядит футуристически!

Источники: https://giftdev.ru/ и https://motionlamps.ru/