Interesant este faptul că, în ciuda numelui, invenția nu îi aparține lui Newton, iar descoperiri asupra principiilor ce stau la baza acesteia au fost făcute înainte ca Newton să își publice lucrările .A fost Huygens care a făcut primele observații asupra conservării impulsului și energiei cinetice. Huygens nu a denumit energia cinetică așa cum o știm în zilele noastre, ci s-a referit la ea drept ”o cantitate proporțională cu masa și viteza la pătrat”.
Conservarea impulsului a fost pentru prima dată sugerată de filosoful Rene Decartes, dar el nu a fost în stare să rezolve toate misterele ce stau în spatele formulei pe care el a formulat-o, p=mv. Dacă acestă formulă se putea aplica în majoritatea situațiilor, nu era și cazul situației de coliziune dintre obiecte. A fost Huygens care mai târziu a înlocuit viteza scalară cu vectorul viteză, ceea ce a soluționat problema, impulsul a două obiecte de aceeași mărime care se mișcă în direcții opuse, cu aceeași viteză fiind zero.
Dispozitivul poartă numele lui Newton din două motive. În primul rând, legea conservării impulsului poate fi dedusă din Principiul al doilea al mecanicii (F=ma), publicată la 25 de ani după ce legea conservării impulsului a fost demonstrată de Huygens. În al doilea rând, impactul pe care Newton l-a avut asupra fizicii în general.
Construcție
Bilele sunt legate de două bare metalice, cu un fir, ele fiind poziționate la vârful triunghiului care se formează în urma legării firului. Asta asigură faptul că bilele se pot mișca într-un singur plan, paralel cu barele. Bilele trebuie să aibă aceeași masă, aceeași greutate, aceeași mărime și aceeași densitate (asta are loc când vorbim despre bile ideale, în realitate este vorba de bile care au aproximativ aceste caracteristici). Leagănul dorește să arate conservarea energiei și a impulsului, ambele implicând masa. Impactul unei bile cu o bilă cu aceeași masă o va face să se deplaseze pe aceeași distanță, cu aceeași viteză.
Un alt aspect important este legat de materialul din care sunt confecționate bilele. Va funcționa un timp mai îndelungat dacă se folosesc bile făcute dintr-un material mai elastic. Bilele nu se deformează vizibil la impact, o bilă făcută din oțel inoxidabil de exemplu suferă o deformare de câțiva micrometri când este lovită de o altă bilă, dar acest lucru nu afectează funcționarea leagănului deoarece nu se pierde energie.
Nu putem discuta despre un Leagăn al lui Newton ideal din cauza frecărilor. Energia cinetică de după coliziune este mai mică decât energia cinetică dinainte. Dar datorită conservării energiei, energia totală rămâne aceeași. Bilele sunt comprimate și revin la forma inițială, frecările dintre molecule înăuntrul bilei convertesc energia cinetică în căldură. Un alt aspect este acela că bilele vibrează, ceea ce face ca energia să se disipeze în aer (ceea ce creează sunetul specific).
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu