Newtonova kolébka ( Newtonovo kyvadlo ) je mechanický systém pojmenovaný po Isaacu Newtonovi , určený k demonstraci přeměny různých druhů energie na sebe: kinetické na potenciální a naopak. Při absenci protichůdných sil ( tření ) by systém mohl fungovat navždy, ale ve skutečnosti je to nedosažitelné.
Moderní, široce používaný název tohoto vtipného systému, ilustrujícího zákony zachování hybnosti a zachování energie , - "Newtonova kolébka" ( angl. Newtonova kolébka ) - vynalezl podle některých zdrojů [1] anglický herec Simon Prebble v roce 1967 pro dřevěný model vyrobený společností Scientific Demonstrations Ltd.
S vychýlením a následným návratem do výchozí polohy první kuličky tohoto systému se její energie a hybnost beze změny přenese přes tři střední kuličky do poslední, která nabude stejné rychlosti a bude stoupat do stejné výšky. Ten na oplátku přenese hybnost a energii po řetězu opět na první kouli. Krajní kyvadla budou kmitat, zatímco mezilehlá kyvadla zůstanou nehybná. Ztrátou mechanické energie působením sil tření a pružnosti dochází k utlumení kmitů kyvadel, protože ve skutečných mechanických systémech vždy působí disipativní síly .
Pro zjištění rychlostí kuliček po pružné srážce je nutné zapsat rovnici zákona zachování hybnosti pro takovou soustavu a rovnici zákona zachování energie a následně výslednou soustavu rovnic řešit . Výsledek je známý: pohybující se koule se zastaví a zbývající nabere rychlost první.
V Newtonově kolébce přenese první kulička hybnost na druhou kuličku a zastaví se. Druhá kulička dostává impuls potenciální energie z první, ale kvůli nemožnosti přeměny potenciální energie na energii kinetickou přechází impuls z druhého kyvadla dále - na třetí, čtvrté, páté. Poslední kulička nemá před sebou předmět, na který by mohla přenést svou hybnost, proto se pohybuje volně, stoupá do výšky o něco menší, než z jaké se pohybovala první kulička, pak se vrací - a vše se opakuje v opačném směru. .
"Newtonova kolébka" může být vyrobena nezávisle. Kuličky musí být zavěšeny na dvou závitech umístěných pod úhlem k sobě, aby rovina kmitání kuliček zůstala konstantní a údery byly středové.
Největší "Newtonova kolébka" na světě se nachází v Kalamazoo ( Michigan , USA). Obsahuje 16 bowlingových koulí o hmotnosti 6,8 kg, zavěšených na nitích o délce 6,1 m ve výšce 1 m od podlahy.
Pomocí rušivých laserových paprsků vznikají tisíce „trubic“-pasti. V každé trubici vytvořené laserovým paprskem je umístěno přibližně 150 atomů (v trubici se mohou pohybovat pouze v jednom rozměru). Atomy jsou pak laserem chlazeny na miliardtiny kelvinu. Poté polovina atomů dostane jeden pulz laserem, druhá polovina - opačný. Výsledkem je varianta, kdy i po 10 000 srážkách každý atom vibruje s počáteční amplitudou [2] .
Existuje simulační hra Newtonovy kolébky - Desktop Pendulum od office.com.