Сегодня мы разберём ещё одну задачу-демонстрацию замечательной олимпиады «Твой путь в настоящую науку», которую проводит физический факультет Новосибирского государственного университета. Эту задачу участники олимпиады решали в 2013 году.

Три одинаковых маятника, грузами которых являются стальные шарики, подвешены так, что их нити вертикальны, а шары касаются друг друга. Отведём правый шарик вправо и отпустим, и после удара он останавливается, средний шар остаётся на месте, а левый отклоняется влево. При последующих ударах средний шар всегда остаётся на месте, а крайние поочерёдно отклоняются — это типичное поведение колыбели Ньютона. Изменим конструкцию и установим лёгкую пружину между левым и средним шарами, прикрепив её к среднему шарику. Отведём в сторону правый шар, и после удара система ведёт себя так же, как и без пружины — правый шарик останавливается, средний шар остаётся на месте, а левый шарик отклоняется влево. А теперь отведём в сторону левый шар, и поведение системы резко меняется: после удара левый шар отклоняется влево, а средний и правый шарики вместе уходят вправо.

В задаче надо дать качественное объяснение наблюдаемому явлению, и здесь приходится рассмотреть все три случая соударения шаров. Из законов сохранения импульса и энергии следует, что при соударении двух одинаковых шаров налетающий шарик передаёт свою скорость неподвижному. А впервые это явление объяснил на основе принципа относительности Галилея замечательный голландский учёный Христиан Гюйгенс, и об этом мы рассказываем в ролике «Христиан Гюйгенс и теория удара». В обычной колыбели Ньютона шары передают свою скорость по цепочке, поэтому отклоняются только крайние шары.

Но почему же добавление пружины меняет поведение системы? Мы выяснили, что при наличии пружины время соударения шаров в наших опытах увеличивается в 150 раз, а к чему это приводит, вы узнаете из нового ролика «Три шара и время удара». Смотрите, размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

Пройдите регистрацию на портале олимпиады и станьте ближе к миру знаний, новых открытий и перспектив! Онлайн-участие возможно из любой точки страны, для участия необходимо скачать задание в личном кабинете олимпиады.