ลูกเหล็กของนิวตัน (Newton’s cradle) มีประโยชน์อะไร?
หลายคนอาจจะเคยเห็นลูกบอลเหล็กเงาวับผูกเชือกห้อยกับราวเรียงไว้หลายๆลูก แต่อาจไม่รู้ว่ามันเอาไว้ทำอะไร
วิธีเล่นกับมันคือ ดึงบอลลูกหนึ่งออกมาแล้วปล่อย มันจะแกว่งไปกระทบแถวลูกบอลที่ห้อยอยู่นิ่งๆ แล้วลูกบอลลูกขวาสุดที่อยู่อีกฟากหนึ่งจะกระเด้งออกมาด้วยความเร็วใกล้ๆกับลูกที่เข้ามากระทบ ดูแล้วอาจนึกไปถึงหนังจีนกำลังภายในที่ปล่อยพลังส่งผ่านกันได้
ลูกบอลเหล็กที่ห้อยเรียงกันเรียกว่า Newton’s cradle ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสนามว่า มาริออต (Edme Mariotte) ซึ่งนิวตันได้กล่าวถึงมาริออตไว้ในหนังสือที่นิวตันเขียนขึ้น
ปัญหาคือทำไมปล่อยลูกเหล็กเข้าไปลูกเดียวต้องเด้งออกมาลูกเดียว ทำไมถึงไม่เด้งออกมาสอง-สามลูกหรือสี่ลูก (ด้วยความเร็วที่ลดลงจากเดิม) บ้าง
คำตอบคือเพราะ 1.พลังงาน และ 2.โมเมนตัม
นักฟิสิกส์พบว่าโดยทฤษฎีแล้วตลอดเวลาตั้งแต่ลูกบอลเข้ากระทบจนถึงเสี้ยววินาทีที่ลูกบอลอีกฟากกำลังจะพุ่งออกมา ปริมาณทั้งสองอย่างนี้จะต้องมีค่าเท่าเดิมตลอดเวลา ไม่เพิ่มไม่ลด
ความคงที่ของพลังงานและโมเมนตัมนี่เองตัวกำหนดว่าจะมีลูกบอลเด้งออกมากี่ลูกเพราะเราสามารถคำนวณได้ว่า ถ้าปล่อยลูกบอลเข้าไป1ลูก ลูกบอลเหล็กต้องเด้งออกมา1 ลูกด้วยความเร็วเท่ากับที่ตกกระทบ ทั้งพลังงานและโมเมนตัมจึงจะมีค่าเท่าเดิม
Newton’s cradle ที่มา : Wikipedia
หากลูกบอลเด้งออกมาสองลูกหรือสามลูกจะทำให้ปริมาณทั้งสองอย่างนี้เปลี่ยนแปลงไปซึ่งจะขัดกับกฎฟิสิกส์นั่นเอง
จะเห็นได้ว่าลูกบอลเหล็กเหล่านี้เผยให้เห็นกฎแห่งธรรมชาติที่แฝงอยู่ในนั้นได้อย่างน่าทึ่งจริงๆ
- 5
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
