一个小实验精通世界著名定理,牛顿摆就是这么神奇!

二、开始制作

构建框架

首先,我们要搭建牛顿摆的基本框架。使用胶水和手工棒,粘合出一个正方形框架。

为了更稳固,可以制作两个正方形并在角落处粘合,增加稳固性。

准备弹珠与线

接下来,我们要准备带有弹珠的线。将线剪成6段,每段8英寸。

然后使用热熔胶将弹珠固定在线的中间。

固定弹珠与线

在两根手工棒上做标记,并使用胶带将带有弹珠的线固定在标记处。

确保弹珠的位置是对称的,这样实验效果更佳。

完成组装

最后,使用热熔胶和胶带将这两根带有弹珠的手工棒固定在之前制作好的框架两侧。

确保结构稳固,弹珠可以自由摆动。

三、实验观察

现在,你的牛顿摆已经制作完成!轻轻拉动其中一侧的弹珠,然后松开观察。

你会发现,弹珠之间的碰撞非常有趣,而且动量会传递到另一侧的弹珠,仿佛它们之间有着神秘的联系。

尝试使用球体材料 尝试使用大木珠,如果可能的话,还可以使用滚珠轴承。不同的材料如何改变模型的工作方式?

尝试使用一种材料作为球体并添加质量,看看它是否会影响动作。你能在球体的底部添加一些致密的东西并改变动量吗?

使用不同球体数量进行实验 如果有 10 个球体,模型是否有效?2个怎么样?使用多少球体来获得最一致的反应?

尝试将弹珠举多高如果你勉强举起弹珠并掉落它们会发生什么?这如何改变运动趋势?

四、补充知识

这个实验背后蕴含着深厚的科学原理——动量守恒定律。

牛顿摆是以著名科学家艾萨克·牛顿爵士命名的玩具。它展示了一种称为动量的科学思想。

简单来说,当两个物体碰撞时,碰撞前后的总动量是保持不变的。

在牛顿摆中,当你拉动一侧的弹珠并释放,这个动量会传递到另一侧,直到最后一个弹珠开始摆动。

动量不仅与物体的速度有关,还与其质量有关。

公式为:动量 = 质量 × 速度。所以,在这个实验中,弹珠的质量和速度都会影响到动量的传递。

这个实验由刚性框架支撑。框架是一种将某物紧紧固定到位的结构。

牛顿的摇篮还展示了一个称为公差的概念。在工程中,产品必须非常精确地构建。否则,产品在使用时会分崩离析。

在牛顿的摇篮中,弹珠必须非常小心地并排悬挂成一条线,否则玩具将无法工作。

Ivy姐说

通过这个简单的实验,我们不仅了解了动量守恒定律,还亲手体验了科学的魅力。

🎉 希望大家喜欢这个小小的科学实验,也期待大家在评论区分享你们的实验心得和发现!🎉

观点仅供参考

图片:部分来自网络及AI

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