Сувенір маятник Ньютона розмір 18*15*11 см

Цю популярну іграшку-сувенір, придуману англійським актором Саймоном Пребблом в 1967 року, а сьогодні часто трапляється на письмових столах у кабінетах і офісах, можна помістити й у музей фізики. Можна нескінченно довго грати з нею, дивлячись на кульки, що гойдаються (як дивитися на поточну воду або вогонь). Але знання того, що вона ілюструє закони збереження імпульсу и збереження енергіїне тільки не завадить, але й додасть особливого змісту поспостеріганню.

Якщо відхилити першу кульку та відпустити, то її енергія и імпульс передадуться без зміни через три середні кульки останньому, який набуде тієї ж швидкості та підніметься на ту саму висоту. Він так само передасть свій імпульс і енергію за ланцюжком знову першої кульки. Крайні маятники будуть коливати, а середні кульки будуть покоїтися. Якби не було втрат механічної енергії внаслідокроботи сил тертя и пружності, то коливання тривали б вічно, але вони згасають, позаяк у реальних механічних системах завжди діють дисипативні сили.

Цікавим є те, що перша кулька передає імпульс останньому не безпосередньо, а через середні кульки, які залишаються нерухомими. Картина схожа на поширення пружної хвилі втвердому тілу, тобто передавання пружних зневоднень і енергії пружної деформації без перенесення речовини (наприклад, звук).

Розглянемо простий випадок, коли рухома куля стикається з такою самою метровою кулею («Колибелі Ньютона» лише з двох кульок). Зіткнення пружне та центральне (ім'яно таке спостерігається в ідеальній «Колибелі Ньютона»). Щоб знайти швидкості куль після пружного зіткнення, треба записати відповідність закону збереження імпульсу для такої системи та співвідношення закону збереження енергії та виконати отриману систему рівнянь. Результат відомий: рухома куля зупиняється, а тих, хто спить, набуває швидкість першого.

У колиски Ньютона перша кулька передає імпульс другій кульці та зупиняється. Ми не бачимо, як друга кулька отримує імпульс від першого, не «видима» його швидкість. Але, якщо придивитися: кулька трохи помітно «здоровлює», тобто він рухається з отриманою швидкістю, але на маленькому шляху «з-за тісності». Але він встигає на цьому короткому шляху віддати імпульс третій кульку та зупинитися. Те саме з третім кулькою тощо. Останній кулька не має перед собою, кому передати свій імпульс, тому вільно рухається, піднімаючись на висоту h, потім повертається, і все повторюється у зворотному напрямку.