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뉴턴의 요람에 대해 더 알아보기

뉴턴의 요람

똑같은 강철 구슬이 한 줄로 매달려 서로 겨우 닿아 있습니다. 하나를 들어 놓으면 딸깍 하는 순간 멈추고, 먼 쪽 끝의 구슬만 올라갑니다. 두 개를 들면 두 개가 나갑니다. 높이와 움직임이 자리를 바꾸다가, 공기와 그 딸깍 자체가 에너지를 다 씁니다. 어느 쪽이든 끝의 구슬을 끌어 놓으세요. 하나가 들어가면 반대쪽으로 하나가 나갑니다. 두 개가 들어가면 두 개가 나갑니다. 마찰과 딸깍이 에너지를 다 쓸 때까지 높이와 움직임이 자리를 바꿉니다.

작동 원리

  1. 이 페이지를 여세요. 구슬 하나가 이미 들려 있습니다. 떨어지며 딸깍 하고, 먼 쪽 구슬이 거의 같은 높이까지 올라갑니다.
  2. 어느 쪽이든 끝의 구슬을 끌거나, 구슬 수와 들어 올림을 맞추세요. 두 개가 들어가면 두 개가 나옵니다.
  3. 요람에서 높이와 움직임을 읽으세요. 마찰과 튀김이 언제 멈출지 정합니다. 그런 다음 PNG를 저장하세요.

하나 들어가고, 하나 나간다

구슬의 질량은 같고, 멈춰 있을 때는 겨우 닿아 있습니다. 달려온 구슬은 줄에 부딪혀 멈춥니다. 반대 끝의 구슬은 거의 같은 속력으로 떠납니다. 가운데 구슬은 거의 움직이지 않습니다. 그 흔들림을 건너편으로 넘깁니다.

운동량과 에너지를 함께

운동량은 질량 곱하기 속도입니다. 짧은 딸깍 동안 실은 당길 틈이 없어서, 구슬들이 그 운동량을 서로 나눕니다. 속력 v로 하나 들어오고 속력 v로 하나 나가는 나눔이 에너지도 지킵니다. 같은 이유로 두 개가 들어가면 두 개가 나갑니다. 두 배 속력으로 하나만 나가면 운동량은 남고 에너지는 버려집니다.

높이, 움직임, 그리고 느린 멈춤

흔들림의 꼭대기에서 에너지는 높이입니다. 맨 아래에서는 움직임입니다. 탄성 있는 딸깍은 그것을 움직임으로 남깁니다. 공기는 매번 흔들림을 붙잡고, 딸깍할 때마다 조금이 소리와 강의 아주 작은 압축으로 나갑니다. 마찰을 낮추고 튀김을 높이면 요람은 오래 움직입니다.

자주 묻는 질문

왜 먼 쪽 구슬만 움직이나요?

구슬의 질량은 같고 딸깍은 탄성입니다. 운동량과 에너지를 모두 지키는 결과는 하나뿐입니다. 들어온 구슬이 멈추고, 먼 쪽 구슬이 같은 속력으로 떠나는 것입니다. 가운데 구슬은 흔들림을 건네고 그 자리에 남습니다.

왜 두 개를 들면 두 개가 나가나요?

두 구슬이 같은 속력으로 나란히 도착합니다. 반대 끝에서 그 속력으로 두 개를 보내면 운동량과 에너지가 모두 남습니다. 두 배 속력의 하나로는 운동량은 남고 에너지는 잃으므로, 요람은 그렇게 하지 않습니다.

흔들림 내내 운동량이 보존되나요?

딸깍하는 동안, 구슬들 사이에서는 보존됩니다. 나머지 흔들림에서는 실이 옆으로 당기므로, 구슬만의 수평 운동량은 변합니다. 그 차이는 틀이 받습니다.

요람은 왜 멈추나요?

공기가 매번 흔들림을 느리게 합니다. 딸깍할 때마다 조금의 에너지가 소리와 열로도 빠집니다. 마찰을 낮추고 튀김을 높이면 더 오래 움직입니다.

무엇이 업로드되나요?

아니요. 요람은 브라우저의 캔버스에 그려집니다. 저장은 PNG를 받습니다. 편집은 그 이미지를 PictorX 편집기에서 엽니다.

시도해 볼 준비가 되셨나요?

브라우저에서 PictorX를 엽니다. 설치가 필요 없고 시작하는 데 신용 카드가 필요하지 않습니다.

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