Svar:
Om man kan anta att bowlingklotet är mycket tungt jämfört med golfbollen (massa m) studsar golfbollen mot klotet och rör sig i motsatt riktning med samma hastighet v (elastisk stöt). Golfbollens rörelsemängd är alltså:

före stöten: mv
efter stöten: -mv

Ändringen i golfbollens rörelsemängd är alltså 2mv. Denna måste tas upp av bowlingklotet eftersom den totala rörelsemängden bevaras.
/Peter E

Nyckelord: elastisk stöt [4]; rörelemängd [9];

Ursprunglig fråga:
Hur fungerar "Gauss pistol", förenklad variant - man har en ränna med en magnet och några stålkulor på rad efter, sedan rullar man en ytterligare kula mot magneten varefter den sista kulan i ledet skjuts i väg med en mycket högre fart.

(Finns på youtube under länk 1 - jag har testat och det fungerar även med en mindre vanlig magnet.)
/Anton O, Myrviken, Myrviken

Svar:
Anton! Kul leksak! Jag har inte sett den tidigare!

Apparaten (se länk 1 och bilden nedan som är från länk 1) består av en ränna, ett par starka magneter och några stålkulor.

Funktionen är lite relaterad till Newtons vagga, se fråga 11464 nedan. Den fysikaliska grunden är lagarna om energins och rörelsemängdens bevarande.

Skillnaden jämfört med Newtons vagga är att den högra kulan (vi refererar nu till nedanstående bild) kommer att accelereras mot magnet/stålkule paketet av magneten. Detta innebär att rörelsemängd överföres från den rörliga kulan till det från början stationära paketet kulor/magneter medan kulan rör sig från höger till vänster. I fallet Newtons vagga accelereras den fria kulan av tyngdkraften och ger alltså ingen rörelemängdsöverföring till de stationära kulorna före kollisionen.

Magneten behövs alltså för att sätta fart på den högra kulan. Den behövs även för att hålla ihop paketet av kulorna till vänster. Dessa behövs för att ge en stor massa på den från början stationära biten. Ett ytterligare skäl för att ha mer än en stationär kula är att den vänstraste kulan (som flyger iväg) inte får sitta alltför hårt fast. Om den gjorde det skulle den inte kunna flyga iväg.

Detta är vad som sker:

1 Den högra kulan rör sig långsamt mot magneterna.

2 När kulan närmar sig magneterna accelereras den mer och mer mot magneterna. För att bevara rörelsemängden kommer de stationära kulorna och magneterna att röra sig åt höger.

3 Den högra kulan kolliderar med magneten. Stöten fortplantas genom magneterna och de stationära kulorna.

4 Av samma skäl som för Newtons vagga blir det kulan längst till vänster som tar upp den rörelsemängd som den högra kulan hade vid kollisionen.

5 Lägg märke till att "restpaketet" rör sig lite åt höger efter stöten (till skillnad från Newtons vagga). Anledningen är att kraften som accelererade den högra kulan kom från det från början stationära paketet.

"Gauss gun" kan även vara en pistol med ferromagnetisk kula som accelereras med hjälp av varierande magnetfält i ett antal spolar, se Coilgun . Detta är alltså någonting helt annat och mycket farligare än vad som beskrivs ovan.

Anledningen till benämningen "Gauss pistol" är naturligtvis att magnetfält är involverade.

Se även fråga 11464

Nyckelord: Newtons vagga [2]; elastisk stöt [4];

1 http://www.youtube.com/watch?v=HsgZW6flYk8

Ursprunglig fråga:
Funderingar kring det klassiska experimentet, då man har ett antal intilliggande kulor i paralella snören. Man låter en av kulorna stöta till hela raden varpå den yttersta far iväg med samma fart som den som slog i hela raden. Varför är det bara den yttersta som far iväg? Skulle man inte kunna behålla rörelsemängden om man lät t.ex. de övriga fyra kulorna fara iväg med en lägre fart? Fast då verkar inte den kinetiska energin bevaras...? Är det så att det är den enda möjliga kulkombinationen för en perfekt elastisk stöt att bevara både energi och rörelsemängd?
/Mattias N, Hvitfeldska, Göteborg

Svar:
Denna anordning brukar kallas Newtons vagga, se bilden nedan från Wikimedia Commons (Newton's_cradle ).

Du är inne på helt rätt spår! Både energi och rörelsemängd måste bevaras. Detta om vi förutsätter helt elastiska kollisioner, vilket ju inte är helt uppfyllt. Kulorna stannar ju såsmåningom.

Antag att varje kula väger m gram, vi lyfter n kulor och dessa har hastigheten v när de kolliderar med de stationära kulorna. Vi måste bevara rörelsemängden n*m*v och rörelseenergin n*m*v²/2. Med dessa antaganden måste både n och v bevaras.

Denna förenklade förklaring tillfredsstäler nog de flesta, men om du inte är nöjd finns en mycket ingående diskussion i Newton's Cradle .

Länk 1 innehåller en java-applikation med vaggan.

Nyckelord: Newtons vagga [2]; elastisk stöt [4];

1 http://www.sciencejoywagon.com/physicszone/lesson/otherpub/wfendt/newtonscradle.htm

Svar:
För att diskutera vad som händer kan vi anta att alla stötar sker fullständigt elastiskt och att den lilla bollens massa är mycket mindre än den stora bollens.

Först träffar den stora bollen golvet med farten v. Eftersom stöten är elastisk så vänder den och rör sig uppåt med samma fart som den hade innan den träffade golvet.

Den stora bollen rör sig nu uppåt med farten v medan den övre bollen har farten v nedåt. De båda bollarna krockar nu med en relativ fart på 2v.

Eftersom vi kan försumma den lilla bollens massa så fortsätter nu den stora bollen uppåt med farten v. Vid en elastisk stöt ändras inte den relativa farten. Alltså rör sig den lättare bollen uppåt med farten 3v. Se en simulering i studssimulatorn, bilden nedan: Studssimulator och länk 1.

Undersök: Gör experimentet!

Nyckelord: elastisk stöt [4];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/doubal.html

Ämnesområde	BlandatElektricitet-MagnetismEnergiKraft-RörelseLjud-Ljus-VågorMateriens innersta-Atomer-KärnorPartiklarUniversum-Solen-PlaneternaVärme
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?	GrundskolaGymnasiumLärarutbildning
Nyckelord:	*astronomi/astrofysik och rymdfart [1]*biologi [11]*fysikaliska definitioner [1]*geologi [1]*idrottsfysik [27]*kemi [6]*miljöpåverkan [11]*nöjesparksfysik [5]*vardagsfysik [38]3d-bilder [4]aberration [1]absoluta nollpunkten [7]accelerator [3]addition av hastigheter [1]akustik [4]alfasönderfall [5]annihilation [6]antimateria [7]arbete [9]Arkimedes princip [14]asteroid [5]astrobiologi [7]astrologi [4]atomradie [6]Avogadros tal [3]bandgenerator [3]barometerformeln [1]batteri [11]belysning [5]bernoullieffekten [6]betasönderfall [11]big bang [14]bildskärmar [4]bindningsenergi [8]blixt [14]blå himmel [8]bobåkning/störtlopp [4]Bohrs atommodell [6]Bose-Einstein-kondensat [4]brandvarnare [2]bränslecell [3]centrifugalkraft [12]comptonspridning [3]corioliskraft [3]dagens längd [2]daggpunkten [1]dagjämning [5]Darwins evolutionsteori [4]decibel [5]diffraktion [2]diffusion [1]dopplereffekt (ljud) [2]drickande fågeln [1]dubbelspalt [4]duschdraperi [2]Einstein, Albert [1]elasticitet [3]elastisk stöt [4]elektrisk ström, hastighet [2]elektrisk ström, skada [2]elektromagnetisk strålning [10]elektronskal [5]elsäkerhet [10]energikällor [14]energilagringssystem [5]entropi [4]EPR, Bell, Aspect [2]evighetsmaskin [7]exoplaneter [7]fallrörelse [5]faradaybur [6]fasdiagram [3]Fermats princip [1]ferromagnetism [4]fiberoptik [4]fission [9]fluorescens [5]flygplansvinge [5]flykthastighet [3]forskningskarriär [1]fossila bränslen [6]fotoelektrisk effekt [5]friktion [18]frågelådan [10]fusion [12]fysik [6]fysik, förståelse av [7]fysik, nytta med [3]fysikalisk modell [6]färg/färgseende [14]färgkraften [5]galax [13]gamma ray burst [1]gaslagen, allmänna [12]genomskinlighet [8]genteknik [1]geodesi/gravimetri [2]geostationär satellit [5]gitter [5]g-krafter [10]glasögon [2]glödlampa [11]gnistkammare [1]golfboll [10]GPS [2]gravitationslins [2]gravitationsvågor [6]gravity assist [2]gregorianska kalendern [1]grundämnen, bildandet av [5]gyroskop [1]halofenomen [2]halogenlampa [3]halveringstid/sönderfallskonstant [1]harmonisk svängning [3]Heisenbergs obestämdhetsrelation [11]helikopter [4]higgspartikeln [4]hologram [3]HR-diagram [2]Huygens princip [3]hyperfinstruktur [1]hägring [3]hävstång [4]hörsel [5]Illustrerad Vetenskap [16]impedans [1]induktans [5]inertialsystem [3]inflation [3]infraljud [4]interferens [11]Internationella rymdstationen [5]iskristaller [5]istider [1]joniserande strålning [3]jordens inre [6]jordens magnetfält [8]kall fusion [3]kaos [2]kapillärkraft [4]kastparabel [7]Keplers lagar [8]Kirchhoffs strålningslag [2]knäppande aluminiumfolie [1]kokande vatten [9]kokpunkts/fryspunkts förändring [9]kol-14 metoden [3]koldioxidcykeln [3]kollisionssäkerhet [1]komet [10]kosmisk bakgrundsstrålning [5]kosmologi [9]kraft [7]kraftledning [4]kraftverkningar [7]kvantmekanik [14]kvark [7]kvasar [2]kylning [5]kärndata [2]kärnenergi [10]kärnfysik [1]kärnkrafter [4]kärnkraftsavfall [5]kärnvapen [7]Lagrange-punkt [2]latitud/longitud [1]lins [5]liv i universum [8]livets uppkomst [1]ljud, interferens [5]ljud, resonans [12]ljudbang [1]ljudhastigheten [11]ljusbrytning [14]ljushastigheten [6]ljusreflektion [5]lorentztransformation [1]lufttryck [13]luminiscens [3]lutande plan [3]lysdiod [8]lysrör [8]lågenergilampa [11]längdkontraktion [3]magnetisk monopol [3]magnetism [25]magnetron [1]Mars [6]massa, trög/tung [4]massa-energi [1]massa-kraft [1]massbestämning [1]mass-luminositetsrelation [1]matematik, skriva [2]materia [4]Maxwells ekvationer [1]metabolism [2]meteorit [11]mikrovågsugn [16]Milankovitch cykler [1]mobiltelefon, strålning från [3]monstervåg [4]Monte Carlo-metoder [1]MRI [4]musikinstrument [9]månens bana [5]månens synbara storlek [1]månfärder [6]mörk energi [3]mörk materia [10]nanoteknik [6]Nationalencyklopedin [1]naturlig radioaktivitet [3]NEO [5]neutrino [7]neutron [2]neutronstjärna [4]Newtons gravitationslag [7]Newtons rörelselagar [15]Newtons vagga [2]norrsken [2]nova [1]Olbers paradox [2]osmos [7]parallaxmetoden [2]parapsykologi [5]parbildning [3]Pascals lag [4]pauliprincipen [5]pendel, konisk [1]pendel, plan [4]PET [1]Plancks strålningslag [4]planet [3]planeters atmosfär [1]planeters form [2]plastfolie [1]polarisation [5]polaroidglasögon [3]potential/potentiell energi [13]prisma [1]projektarbete [1]pseudovetenskap [4]radioaktiv datering [6]radioaktivitet, sönderfallskedja [4]radioaktivt sönderfall [17]radioteleskop [1]radon [2]raketekvationen [1]raketmotor [5]regn [1]regnbåge [5]relativistiskt massberoende [2]relativitetsteorin, allmänna [15]relativitetsteorin, speciella [22]religion [3]resistans [4]resistansförluster [2]resonans [2]richterskalan [2]ringklocka [3]rymddräkt [4]rymdfärder [13]rödförskjutning [2]röntgenrör [2]rörelemängd [9]rörelemängdsmoment [6]röreleseenergi [6]Saturnus´ ringar [4]schrödingerekvationen [4]Schrödingers katt [2]segling [4]serie- och parallellkoppling [3]SETI [1]shareware [1]SI-enheter [3]skruvad boll [10]slumptal [1]solaktivitet [1]solarkonstanten [4]solen, avstånd till [1]solenergi [9]solens energiproduktion [4]solens utveckling [2]solförmörkelse [2]solsystemet [3]solsystemet, avstånd och rörelse [2]solsystemets bildande [4]specifik värmekapacitet [8]spegel [9]spektrum [8]standardmodellen [13]statisk elektricitet [6]stearinljuslåga [8]stjärnhimlen [8]stjärnors utveckling [9]stroboskopeffekt [1]strålning, faror med [17]strålning, in-/ut- [5]strängteori [6]strömning [1]supernova [5]supraledning [6]svart hål [16]synvilla [5]sönderfallskonstant [3]teleskop [9]temperatur/temperaturskalor [9]temperaturstrålning [9]termodynamik [8]termometer [6]termos [2]tid [4]tidsdilation [3]tidsekvation [2]tidvatten [9]tjerenkovstrålning [2]Tjernobyl [4]totalreflektion [6]transformator [4]transmutation av kärnavfall [2]trefas [3]trippelpunkt [1]tröghetsmoment [5]tsunami [3]tunneleffekt [3]TV [8]tvillingparadoxen [5]tyngdaccelerationen [8]tyngdlöshet [10]ultraljud [6]universums expansion [4]uppvärmning av bostäder [2]utvidgning [4]UV-ljus [8]vakuum [3]vatten/is [21]vattenkraft [5]vattenpump [2]Venus [4]verkningsgrad [9]vetenskaplig metod [12]Wikipedia [4]vindavkylning [2]vindenergi [7]vridmoment [5]vulkanism [4]våg/partikelegenskaper [6]vågenergi [3]vågfunktion [1]värmemängd [3]värmepump/kylskåp [1]värmeöverföring/transport [17]väteatomen [1]vätskedroppsmodellen [2]växthuseffekten [13]ytspänning [14]årstider [2]ögat [8] (Enda villkor)
Definition:	absorptionsspektraantimateriaarbetearkimedes principasteroidatommassaatomnummerbandspektrabindningsenergibioluminiscensbrytningsindexdensitetdielektrisk polarisationdispersionelektrisk spänningelektrisk strömelektriska fältstyrkanelektroluminiscenselektronskalemissionsspektraenergiomvandlingexciterade tillståndextremofilerfermats principfluorescensfosforescensfossila bränslenfotonfriktionfysiologigrundläggande fysikgrundtillståndetgrundämneimpedansinduktionisomerisotoperjondriftkalorikemoluminiscenskilogramkirchhoffs lagklassisk fysikkometkonservativ kraftkraftkraftlenz laglinjespektralivljudluminiscensmassamassdefektmassenhetmassexcessmasstalmateriamerkurius periheliumprecessionmeteormeteoritmeteoroidmodern fysikmörk energimössbauer-effektennanometertekniknanopartikelnanoteknikneoneutroninducerad fissionnewtonnewtons första lagnuklidnuklidennuklidkartanutida fysikohms lagplanetplasmapolarisationpotentialpseudovetenskapradioluminiscensreflektionresistansresonansrörelseenergirörelsemängdsolarkonstantenspecifik värmekapacitetspektrumspontan fissionstatisk elektricitetstjärnatemperaturtemperaturspektrumtermodynamikens andra huvudsatstermodynamikens första huvudsatstidvattentillämpad fysiktrycktyngdtyngdlöshetvakuumvalenselektronverkningsgradviktvoltvridmomentvätelika joner (Enda villkor)

---

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

Sök i Nationalencyklopedin

   

- fråga gärna här.