Как падает пружинка слинки? [Veritasium]
[музыка] В какой-то момент в детстве всех нас увлекала вот такая штука - пружинка слинки. Недавно я понял, что самое завораживающее в этой пружинке - это то, чего я раньше не замечал, а именно как она падает. Что же в ней такого удивительного? Я ожидал этого разобраться. В этом нам поможет физик Род Кросс.
Смотрите, я держу верхнюю часть слинки таким образом, что нижняя часть висит свободно, то есть пружинка болтается. Сейчас я отпущу её, а вы попробуйте угадать, что произойдёт: упадёт ли сначала верхняя часть, или может нижняя? А может оба конца упадут вместе?
Два конца сойдутся посередине. Это сложный вопрос. Когда я её отпущу, что случится с этим концом? Подскочит вверх? Упадёт? Гравитация же, значит, упадёт. Нижний конец подскочит вверх, опустится. Оба конца могут сойтись; верхняя часть сожмётся к середине, а нижняя часть сожмётся кверху. Сойдутся посередине, потом она упадёт.
Вей конец упадёт быстрее, чем низ. Думаю, нижний конец останется на месте, этот уйдёт сюда, а потом оба упадут. Что ж, почему бы нам не попробовать? Я хочу, чтобы вы внимательно следили за пружинкой, пока она падает. Обратный отчёт: 3, 2, 1.
Дело в том, что невооружённым глазом не просто увидеть, что происходит - без понятия. Эта штука сжалась вниз, подскочил вверх. Я не уверен, см… Чтобы реально оценить физику в действии, нужно посмотреть на пружинку в слоумо.
[музыка] Обалдеть! Ну надо же, здорово, странно. Это невероятно. Да, действительно, остаётся там, она просто как будто повисла в воздухе. Она зависла. Ага, вообще не двигается. Как это работает? Как это работает?
Как вы это объясните? Вы должны взглянуть на то, что происходит с нижним концом. Сила тяжести тянет его вниз, а сила натяжения при этом тянет вверх. Силы равны и противоположны, нижний конец остаётся в состоянии покоя.
Потом я отпускаю верхнюю часть, натяжение меняется, и это изменение распространяется вниз по пружине виток за витком, пока не доходит до низа. Это занимает где-то четверть секунды, и затем падает нижний конец. То есть, по сути, натяжение не меняется в нижней части, пока вся пружинка верно…
Тот же самый принцип применим к спортивному инвентарю вроде теннисных ракеток и клюшек для гольфа. Когда вы касаетесь шарика, волна должна пройти по клюшке. Таким образом, руки гольфиста почувствуют удар, когда мячик уже будет в воздухе и лететь к лунке.