Mikä on Newtonin kehto?

Newton’s Cradle on laite, jota käytetään osoittamaan liikemäärän ja kineettisen energian säilymistä. Se koostuu sarjasta identtisiä palloja, yleensä viidestä tai seitsemästä, joista jokainen on kiinnitetty kahdella yhtä pitkällä nauhalla kehykseen ja jotka vain koskettavat toisiaan. Tämä vuonna 1967 valmistettu laite on suosittu pöytälelu. Laite on saanut nimensä, koska se osoittaa Sir Isaac Newtonin vuoden 1687 teoksessa Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica käsitellyt fysiikan lait. Kuitenkin 17-luvun ranskalainen fyysikko Abbé Mariotte osoitti ensimmäisenä kappaleiden välisen törmäyksen lain, joka ohjaa Newtonin kehdon liikettä.

Tämän laitteen käyttöä varten ensimmäinen pallo laitteen toisesta päästä nostetaan ja pudotetaan. Se siirtää energiaa keskipallojen läpi ennen kuin saa pallon takapäässä heilauttamaan ylöspäin. Kun pallo laskeutuu, toiminta toistuu. Keskimmäiset pallot eivät näytä liikkuvan, kun taas kaksi päissä olevat napsuttavat ylös ja alas. Samanlainen vaikutus voidaan nähdä, jos kaksi tai kolme palloa poimitaan ja pudotetaan; sama määrä palloja toisessa päässä heiluu ylös ja alas, ja kaikki keskelle jäävät pallot pysyvät paikallaan.

Newtonin kehtoa käytetään yleisesti fysiikan luokissa osoittamaan, että kineettinen energia ja liikemäärä säilyvät törmäyksissä. Vaikka tämä on yksinkertaistettu selitys, ja yhtenäiset pallot ja kaapelit sekä rajoittunut liike telineessä tekevät siitä erikoistapauksen, jota ei aina voida soveltaa todellisiin tilanteisiin, lelu tarjoaa oppilaille hyödyllisen visuaalisen kuvan ja voi tehdä tieteestä hauskaa.

Näyttelijä Simon Prebblen markkinoiman Newton’s Cradlen alkuperäisessä suunnittelussa käytettiin teräspalloja puurungossa. Myöhemmin tyylikäs kromikehys tuli yleiseksi malliksi. Chris Bodenin suunnittelema maailman suurin Newton’s Cradle on julkisesti esillä Kalamazoossa, Michiganissa. Se on valmistettu seitsemästä 15 kg:n painoisesta keilapallosta, jotka on ripustettu kattoon 6.8 metrin pituisilla kaapeleilla, ja sitä käytetään säännöllisesti tieteellisissä demonstraatioissa.