Newton'un Beşiği (Sallanan Demir Bilyeler)

Newton'un Beşiği

Newton'un beşiği (Newton sarkacı veya Newton denge topları) sadece belli bir doğrultuda gidip gelmesi için iki farklı noktadan bağlanmış genellikle 5 veya 7 çelik bilyadan (küçük demir toplardan) oluşan bir tür çoklu sarkaçtır. Adını 17. yüzyıl İngiliz bilim adamı Sir Isaac Newton'dan alan bu eğlenceli fizik gereci, sallanan kürelerle momentumun ve enerjinin korunumunu göstermeyi amaçlar. Çoğunlukla çalışma masalarında bulundurulur; izlemesi ve çıkan sesi dinlemesi oldukça zevklidir.

Newton'un beşiğinde, ilk bilye havaya kaldırıldığında bu bilyeye kinetik enerji yüklenmiş olur ve bırakıldığında büyük bir zevkle aşağıda onu bekleyen diğer bilyelere çarpar. Enerji aradaki bilyeler vasıtası ile birinden bir diğerine aktarıla aktarıla son bilyeye kadar gelir ve son bilye bu kinetik enerjiyi tabiri caizse deneyimler, yaşar. Etme bulma kanunu gereğince kinetik enerjiyi iade eder, sonra tersi yönde tekrarlanır, ardından yine tersine tekrarlanır, ardından yine tekrarlanır ve bu hareket uzunca bir süre devam eder; ta ki topların enerjisi ses ve hava sürtünmesine dönüşe dönüşe tükeninceye değin. Bakınız animasyon:

Newton'un Beşiği
(Oynanabilir animasyon)

Peki neden bırakılan bilye sayısı ile en sondan hareket eden bilyelerin sayısı aynıdır?

Yukarıdan bırakılan bilye aşağıdaki ilk bilyeye çarptığında oda diğerine, diğeri de öbürüne çarpar ve son bilyeye çarpıldığında oda çarpacak bir bilye bulmak için yola koyulur bulamayınca geri döner ve kinetiği iade eder. İki bilye bırakıldığında ise çarpışmalar, arayışlar ve iadeler ikiye katlanır.

Asıl ilginç olanı ise 5 bilyelik bir Newton beşiğinde yukarıdan 3 bilye bırakıldığında diğer taraftan yine 3 bilyenin hareket etmesi. Bunun açıklaması ise ancak şu şekilde yapılabilir. Yukarıdan gelen üç bilye duran iki bilyeye çarpar ve ikisi hareketlenir. Toplamda üç çarpışma olması gerekliydi. Üçüncü vuruşu da; duran bilyelere vurduktan sonra sabitlenen öndeki bilyeye (ortadaki bilyeye) yaparlar ve ilk önce çarpışan (ortadaki) bilyede hareket eden iki bilyenin arkasına takılır gider.

Newton'un Beşiği

Evet Newton'un beşiğinde tüm olup biten budur. Biraz daha ciddi anlatmak gerekirse; iki bilye bırakıldığında her ne kadar bu iki bilye bir bütün olarak hareket ediyormuş gibi görünse de aşağıdaki bilyelere çarptığında çok çok kısa bir süre içerisinde iki vuruş meydana gelir ve bu çift vuruş aradaki bilyeler vasıtası ile iletilir. İlk olarak sondaki bilye hareketlenir ve hemen ardından da sondan birinci bilye hareketlenir. Bu iki vuruş süresi o kadar kısadır ki çıkan ses tek ses olarak algılanır.