Цю популярну іграшку-сувенір, придуману англійським актором Саймоном Преббл в 1967 році, а сьогодні часто зустрічаються на письмових столах в кабінетах і офісах, можна помістити і в музей фізики. Можна нескінченно довго грати з нею, дивлячись на що коливаються кульки (як дивитися на поточну воду або вогонь). Але знання того, що вона ілюструє закони збереження імпульсу і збереження енергії не тільки не завадить, але і додасть особливий сенс спостереження.
Якщо відхилити перший кульку і відпустити, то його енергія і імпульс передадуться без зміни через три середніх кульки останньому, який придбає ту ж швидкість і підніметься на ту ж висоту. Він в свою чергу передасть свій імпульс і енергію по ланцюжку знову першому кульці. Крайні маятники будуть коливатися, а середні кульки будуть спочивати. Якби не було втрат механічної енергії внаслідок роботи сил тертя і пружності, то коливання тривали б вічно, але вони загасають, так як в реальних механічних системах завжди діють дисипативні сили.
Цікавим є те, що перший кульку передає імпульс останньому не безпосередньо, а через середні кульки, які залишаються нерухомими. Картина нагадує поширення пружної хвилі в твердому тілі, тобто передачу пружних збурень і енергії пружною деформації без перенесення речовини (наприклад, звук).
Розглянемо простий випадок, коли рухомий куля стикається з таким же покояться кулею ( «Колиски Ньютона» всього з двох кульок). Зіткнення пружне і центральне (саме таке спостерігається в ідеальній «Колиски Ньютона»). Щоб знайти швидкості куль після пружного зіткнення, треба записати рівняння закону збереження імпульсу для такої системи і рівняння закону збереження енергії і вирішити отриману систему рівнянь. Результат відомий: рухомий куля зупиняється, а спочивають набуває швидкість першого.
У колисці Ньютона перший кульку передає імпульс другого кульці і зупиняється. Ми не бачимо, як другий кулька отримує імпульс від першого, не "бачимо» його швидкість. Але, якщо придивитися: кулька ледь помітно «здригається». тобто він рухається з отриманої швидкістю, але на маленькому шляху «з-за тісноти». Але він встигає на цьому короткому шляху віддати імпульс третього кульці і зупинитися. Те ж з третім кулькою і т. Д. Останній кулька не має перед собою, кому передати свій імпульс, тому вільно рухається, піднімаючись на висоту h, потім повертається, і все повторюється в зворотному напрямку.
Маятник Того, кому на голову яблуко впало!))