A Newton bölcsője ( Newton inga ) egy Isaac Newtonról elnevezett mechanikus rendszer , amelyet arra terveztek, hogy bemutassa a különböző típusú energiák egymásba való átalakulását: kinetikusból potenciálissá és fordítva. Ellentétes erők ( súrlódás ) hiányában a rendszer örökké működhetne, de a valóságban ez elérhetetlen.
Ennek a szellemes rendszernek a modern, széles körben használt elnevezését, amely a lendület megmaradásának és az energiamegmaradásnak a törvényeit szemlélteti , - "Newton bölcsője" ( eng. Newton bölcsője ) - egyes források szerint [1] az angol színész találta fel. Simon Prebble 1967-ben a Scientific Demonstrations Ltd. által gyártott fa modellhez .
Ennek a rendszernek az első labdájának az eltéréssel és az azt követő visszatéréssel a kiindulási helyzetbe, energiája és lendülete változás nélkül átkerül a három középső golyón keresztül az utolsóba, amely ugyanazt a sebességet kapja és azonos magasságba emelkedik. Ő viszont a lendületet és az energiát a lánc mentén ismét átadja az első labdának. A szélső ingák oszcillálni fognak, míg a köztes ingák mozdulatlanok maradnak. A súrlódási és rugalmassági erők munkája miatti mechanikai energiaveszteség miatt az ingák rezgései csillapodnak, mivel a disszipatív erők a valós mechanikai rendszerekben mindig hatnak .
A golyók rugalmas ütközés utáni sebességének meghatározásához fel kell írni egy ilyen rendszer impulzusmegmaradási törvényének egyenletét és az energia megmaradás törvényének egyenletét, majd meg kell oldani a kapott egyenletrendszert. . Az eredmény ismert: a mozgó labda megáll, a többi pedig eléri az első sebességét.
Newton bölcsőjében az első labda lendületet ad át a második golyónak, és megáll. A második golyó potenciális energia impulzust kap az elsőtől, de a potenciális energia kinetikus energiává alakításának lehetetlensége miatt az impulzus a második ingától továbbhalad - a harmadik, negyedik, ötödik felé. Az utolsó golyó előtt nincs tárgy, amelyre át tudná adni a lendületét, ezért szabadon mozog, valamivel kisebb magasságba emelkedve, mint ahonnan az első golyó elmozdult, majd visszatér - és minden az ellenkező irányban ismétlődik .
A "Newton bölcsője" önállóan is elkészíthető. A golyókat két, egymással szögben elhelyezett menetre kell felfüggeszteni úgy, hogy a golyók lengéssíkja állandó maradjon, az ütések pedig központiak legyenek.
A világ legnagyobb "Newton-bölcsője" Kalamazoo -ban ( Michigan , USA) található. 16 db egyenként 6,8 kg súlyú bowlinglabdát tartalmaz, amelyek 6,1 m hosszú szálakra vannak felfüggesztve, a padlótól 1 m magasságban .
A zavaró lézersugarak segítségével több ezer "cső"-csapda jön létre. Körülbelül 150 atomot helyeznek el minden lézersugár által létrehozott csőben (a csőben csak egy dimenzióban mozoghatnak). Az atomokat ezután lézerrel lehűtik a kelvin milliárdod részére. Ezt követően az atomok felét a lézer egy impulzust kap, a másik felét pedig az ellenkezője. Ennek eredményeképpen egy olyan változatot kapunk, amikor még 10 000 ütközés után is minden atom a kezdeti amplitúdóval rezeg [2] .
Van egy szimulációs játék Newton bölcsőjéről - Desktop Pendulum az office.com webhelyről.