Il pendolo di Newton

Il pendolo di Newton: ne lanci due, ne escono due

Cinque palline d’acciaio appese in fila. Sollevando e lasciando cadere una pallina, dall’altra parte ne schizza via una; con due, ne escono due. Perché non una sola, al doppio della velocità? Perché così si conserverebbe la quantità di moto, ma non l’energia cinetica.

Velocità all’urto —
Quantità di moto trasmessa —
Energia trasmessa —
Escono —
p: n m v = n m v
K: ½ n m v² = ½ n m v²

Gli urti fra palline d’acciaio sono quasi elastici: si conservano sia la quantità di moto sia l’energia cinetica. Fra palline uguali la velocità passa tutta da una all’altra, come fra due carrelli uguali, e arriva all’ultima della fila.

Se si lanciano due palline con velocità v, potrebbe uscirne una sola a velocità 2v? La quantità di moto tornerebbe (2 m v = m · 2v), ma l’energia no: ½ m (2v)² è il doppio di 2 · ½ m v². Uscendo in due alla stessa velocità, tornano tutte e due le conservazioni.

La velocità all’urto viene dalla caduta: v = √(2 g L (1 − cos θ)). Le palline vere perdono un po’ di energia a ogni colpo, e dopo qualche decina di oscillazioni si muovono tutte insieme.

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