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Los datos experimentales para asimétrica cuna de Newton

El uso de un "sucesivas de impacto modelo" (como si cada pelota fueron separados de las otras), he elaborado la siguiente animación:

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Usted puede ver cualquier combinación de bolas, con una masa de 1 o 2 (izquierda) o 1 y 4 (derecha).

Por desgracia, no tengo ningún tipo de Newton de la cuna a hacer algunos experimentos, y me gustaría comparar mis resultados con las observaciones. Contacté con el autor de este sitio web, que es el más instructivo que yo he encontrado sobre asimétrica cuna de Newton. En particular, él escribe que "OoO" configuración se comporta como el "ooo", que no es lo que yo simular. Pero el autor no está seguro de si que está mal porque hizo experimentos de hace mucho tiempo.

Estoy especialmente interesado en asimétricas Newton cuna con simultánea impactos: la izquierda y la derecha bolas collinding al mismo tiempo.

Por favor, hágamelo saber si usted tiene alguna idea sobre dónde encontrar tales datos experimentales.

Editar algunas observaciones generales para evitar la ampliación de los comentarios.

  • La energía y el momentum se conserva. Sin embargo, son suficientes para garantizar la unicidad de la post-velocidades de impacto sólo cuando hay 2 bolas. Las sucesivas impacto modelo precisamente consiste en la propagación de la impacto de la bola tras bola, y por lo tanto conduce a una solución única (que conserva el momentum y la energía a nivel mundial).

  • A partir de las olas punto de vista, el cambio de la masa de una pelota puede ser realizado por un aumento en el diámetro, o la densidad (o una combinación de ambos). Este modelo simple no puede dar cuenta de tales sutilezas, por supuesto, pero tal vez no importa cuando las bolas están "suficientemente pequeño".

  • Aunque creo que es bastante básico, siguiendo WetSavannaAnimalakaRodVance comentario, estoy dispuesto a entregar mi código de Mathematica a nadie que la quiera. Voy a revisar el buen formas de compartir.

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christo16 Puntos 2546

Los resultados experimentales pueden desviarse de lo ideal. Los resultados dependen sensiblemente en las pequeñas diferencias en la masa y la alineación, y en la medida en que la energía cinética se conserva. La alineación de la no-idéntico bolas es mucho más difícil. Considerable esfuerzo y los gastos sean necesarios para lograr resultados confiables. Los siguientes sitios de acuerdo con este punto de vista :

https://stab-iitb.org/newton-mirror/askasci/phy00/phy00437.htm
http://www.easy-science-experiments.com/newtons-cradle.html

Aunque Simanek muestra su aparato, su página web, en su mayoría contiene animaciones. El único clip de vídeo (ooO <--> Ooo) concuerda razonablemente bien con su simulación (#2 y #5). Tal vez sus otros videos fueron menos convincentes y se marchó fuera por ese motivo.

Simanek la observación de que el OoO colisión es simétrica, por lo que podría haber sido correcto para el tamaño de las bolas se utiliza. (A juzgar por su video clip, tengo la sospecha de que su aparato no, en realidad muestran una simetría perfecta.) En su simulación, aunque el 2:1 masa de la colisión no es simétrica, a las 4:1 masa de la colisión es mucho más cercana. Probablemente el n:1 colisión se vuelve más simétrica como n --> infinito.

Su simulación implementa la conservación de la energía cinética, así como el impulso a la perfección, por lo que debe ser más fiable que los resultados experimentales, las cuales no garantizan perfectamente las colisiones elásticas y una alineación perfecta. Sin embargo, la investigación de las diferencias con el experimento puede desenterrar interesante de la física, en particular cuando los "sucesivos de impacto modelo" no se aplica.

El siguiente Wolfram simulación incluye la transferencia de la compresión de las ondas a lo largo de la cadena de bolas :

http://demonstrations.wolfram.com/PhenomenologicalApproximationToNewtonsCradle/#

Hay un número de muy detallada y respuestas informativas sobre el funcionamiento y las condiciones ideales para el péndulo de Newton ya en la Física SE, tales como

El péndulo de Newton
El péndulo de Newton: ¿por qué permanece simétrica?

El grupo en el Instituto de Tecnología de California (citado en el Wolfram demo) parece haber hecho la más reciente investigación publicada (2008). Que el informe de resultados diferentes cuando las bolas están inicialmente tocar frente a un pequeño espacio entre ellos. Usted podría tratar de ponerse en contacto con ellos acerca de sus resultados :

https://www.researchgate.net/publication/253981162_Newton's_cradle_undone_Experiments_and_collision_models_for_the_normal_collision_of_three_solid_spheres

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