Ayunan Newton
Ayunan Newton terdiri dari lima bola besi yang masing-masing digantung dengan dua tali agar bola tidak berputar pada porosnya sendiri.
Awalnya, ayunan Newton dibuat untuk menunjukkan hukum ketiga Newton. Ketika sebuah bola dari salah satu ujung menumbuk bola-bola lainnya, impuls tumbukan diteruskan melalui bola-bola tersebut sehingga bola di ujung yang berlawanan bergerak.
Proses gerakan
Jika Anda mengangkat dan melepaskan satu bola, bola tersebut akan menumbuk bola-bola lainnya dan hampir berhenti sepenuhnya. Pada saat yang sama, satu bola di ujung yang berlawanan akan bergerak naik dengan kecepatan yang hampir sama dengan kecepatan bola pertama sebelum tumbukan, serta mencapai ketinggian yang hampir sama dengan ketinggian awal bola pertama.
Hal ini menunjukkan bahwa bola yang bergerak ke sisi berlawanan telah menerima sebagian besar energi dan momentum dari bola yang jatuh. Bola-bola di tengah hampir tidak bergerak dan hanya meneruskan gelombang kompresi. Selama gelombang tersebut merambat, sebagian energi berubah menjadi panas.
Jika diasumsikan tidak ada energi yang hilang, jumlah bola yang bergerak di sisi berlawanan selalu sama dengan jumlah bola yang dilepaskan. Jika Anda melepaskan dua bola, dua bola di sisi berlawanan akan bergerak. Jika Anda melepaskan tiga bola, tiga bola di sisi berlawanan akan bergerak.
Ketika satu bola dilepaskan
Gerakan ayunan Newton dapat dijelaskan dengan hukum kekekalan momentum (= mv) dan energi kinetik (= 1/2 mv2) dalam tumbukan elastis.
Tumbukan dapat dijelaskan dengan mudah jika kedua bola memiliki massa yang sama. Dalam tumbukan elastis sempurna antara bola yang bergerak dan bola yang mula-mula diam, bola yang diam menerima seluruh momentum dan energi kinetik dari bola yang bergerak, sedangkan bola pertama berhenti. Dalam tumbukan elastis sempurna, tidak ada energi kinetik yang hilang sebagai panas atau bunyi. Bola besi yang keras hanya mengalami sedikit perubahan bentuk dan kembali ke bentuk semula, sehingga energi dapat ditransfer secara efisien.
Ketika dua bola atau lebih dilepaskan
Bayangkan kita mengangkat dua bola lalu melepaskannya ke arah bola ketiga. Karena terdapat sedikit perbedaan waktu saat bersentuhan, bola kedua terlebih dahulu menumbuk bola ketiga. Menurut hukum tumbukan elastis, bola ketiga menerima momentum dan energi kinetik lalu mulai bergerak, sedangkan bola kedua berhenti. Setelah itu, bola pertama menumbuk bola kedua yang telah berhenti. Proses ini berulang sehingga ketika dua bola diangkat dan dilepaskan, dua bola di ujung yang berlawanan akan bergerak dengan kecepatan yang hampir sama.
Fenomena akibat gesekan
Pada ayunan Newton, gesekan dan gaya disipatif lainnya secara bertahap mengurangi energi mekanik. Setelah setiap tumbukan, bola-bola dapat mengalami sedikit gerakan balik akibat interaksi di antara bola-bola tersebut. Ketika pengaruh ini terus terakumulasi, semua bola mulai berayun sedikit secara bersamaan hingga akhirnya seluruh gerakan berhenti.
Pembaruan 3 Juni 2023: Beberapa bola kini dapat diseret secara bersamaan.
Pembaruan 24 April 2023: Algoritma telah ditingkatkan dan fitur unduh data telah ditambahkan.