Newtonpendel kostenlos | Impuls und Energie

Wie es funktioniert

Öffnen Sie diese Seite. Eine Kugel ist schon angehoben. Sie fällt, klickt, und die ferne Kugel steigt fast gleich hoch.
Ziehen Sie eine Kugel an einem Ende, oder stellen Sie Kugeln und Anheben ein. Zwei hinein, zwei hinaus.
Lesen Sie Höhe und Bewegung an der Wiege ab. Reibung und Abprall entscheiden, wie bald sie ruht. Dann ein PNG speichern.

Eine Kugel hinein, eine hinaus

Die Kugeln haben dieselbe Masse und berühren sich in Ruhe gerade. Eine schwingende Kugel trifft die Reihe und bleibt stehen. Die Kugel am anderen Ende geht mit fast derselben Geschwindigkeit ab. Die Kugeln dazwischen bewegen sich kaum. Sie geben die Störung weiter.

Impuls und Energie zugleich

Impuls ist Masse mal Geschwindigkeit. Während des kurzen Klicks haben die Fäden keine Zeit zu ziehen, also teilen die Kugeln den Impuls unter sich. Eine Kugel mit Geschwindigkeit v hinein und eine mit v hinaus ist die Aufteilung, die auch die Energie erhält. Zwei hinein schicken aus demselben Grund zwei hinaus. Eine Kugel, die doppelt so schnell abgeht, behielte den Impuls und verschwendete die Energie.

Höhe, Bewegung und das langsame Ende

Oben im Schwung ist die Energie Höhe. Unten ist sie Bewegung. Ein elastischer Klick behält sie als Bewegung. Luftwiderstand bremst jeden Schwung, und jeder Klick gibt ein wenig als Schall und als winzige Stauchung des Stahls ab. Senken Sie die Reibung und heben Sie den Abprall, dann läuft die Wiege lange.

Häufig gestellte Fragen

Warum bewegt sich nur die ferne Kugel?

Die Kugeln haben gleiche Masse, und der Klick ist elastisch. Das einzige Ergebnis, das Impuls und Energie erhält, ist: die ankommende Kugel bleibt stehen, die ferne geht mit derselben Geschwindigkeit ab. Die mittleren tragen die Störung hinüber und bleiben liegen.

Warum schicken zwei angehobene Kugeln zwei hinaus?

Zwei Kugeln kommen nebeneinander mit derselben Geschwindigkeit an. Zwei Kugeln, die am anderen Ende mit dieser Geschwindigkeit abgehen, erhalten Impuls und Energie. Eine Kugel mit doppelter Geschwindigkeit behielte den Impuls und verlöre Energie, also tut die Wiege das nicht.

Bleibt der Impuls über den ganzen Schwung erhalten?

Während des Klicks, unter den Kugeln, ja. Im übrigen Schwung ziehen die Fäden seitwärts, also ändert sich der waagerechte Impuls der Kugeln allein. Der Rahmen nimmt den Unterschied auf.

Warum bleibt die Wiege stehen?

Luftwiderstand bremst jeden Schwung. Jeder Klick verliert außerdem ein wenig Energie an Schall und Wärme. Senken Sie die Reibung und heben Sie den Abprall, dann läuft sie länger.

Wird dabei etwas hochgeladen?

Nein. Die Wiege wird auf einer Leinwand in Ihrem Browser gezeichnet. Speichern lädt ein PNG herunter. Bearbeiten öffnet das Bild im PictorX-Editor.