Slinger van Newton

Die slinger van Newton of Newton se wieg is 'n toestel wat na die fisikus sir Isaac Newton genoem is en wat gebruik word om empiries die wette behoud van momentum en energie te demonstreer. Hierdie wette van die fisika is die eerste keer deur Newton bestudeer en gedemonstreer.

Die pendulum van Newton-in-beweging.

Beskrywing en doel

Dit toestel is uit 'n reeks aanmekaar grensende slingers (gewoonlik 5) saamgestel, wat se balle almal dieselfde massa het. Elke slinger se bal is aan 'n raamwerk geheg wat deur twee drade van gelyke lengte gevorm word. Die teenoorgestelde hoeke wat tussen hierdie gevorm word moet gelyk wees. As hierdie snare nie gelyk in lengte is nie, sou die balle ongebalanseerd wees. Hierdie opbou beperk die bewegings van die slingers tot dieselfde vlak.

Dit is moontlik om die aantal slingers tot twee te beperk en die gedrag van die toestel volg uit die behoud van momentum en energie. Indien daar meer as twee balle is, sal die momentum van die een uiterste bal aan die bal aan die ander einde doorgegee word terwyl die tussenliggende balle bly stilstaan.

Die sewentiende-eeuse Franse fisikus Abbé Mariottein was die eerste navorser wat die wette wat die impak tussen liggame beskryf hiermee gedemonstreer het.

Sir Isaac Newton het die werk van Mariotte, onder andere, in sy Philosophiae Naturalis Principia Mathematica erken.

Sikloïdale slinger

In die praktyk vind daar sekere afwykings by slingers plaas. By 'n slingerwydte van 5° is die afwykings minder as 0,1 %, maar by groter slingerwydtes is dit meer. In 'n horlosie sal dit tot ʼn onjuiste tydsweergawe lei. Die uitvinder van die slingerhorlosie, Christiaan Huygens (1629-1695), het daarom 'n slinger ontwerp waarvan die slingertyd werklik onafhanklik van die slingerwydte (amplitude) is. Daarvoor het hy 'n halfmaanvormige plaatjie aan weerskante van die bopunt van die slinger geplaas. Die slingertou- of koord druk teen die halfmaantjies wanneer dit uitswaai en buig effens. Daardeur wyk die slingerbeweging van 'n sirkelboogbeweging af (sikloïdale beweging) en word die slingertyd beïnvloed.

Fisiese slinger

Die slingerlengte kan by matematiese (teoretiese) slingers bepaal word deur dit te bereken, maar by werklike slingers is dit moeilik of selfs onmoontlik. Daarom word die slingerlengte dikwels eksperimenteel bepaal deur die slinger onderstebo op verskeie punte op te hang en dit te laat beweeg. Sodoende word 'n punt gevind waarvan die slingertyd met die slingertyd van die slinger in sy normale posisie ooreenstem. Die afstand tussen daardie en die normale ophangpunt is dan die werklike slingerlengte.

Foucalt se bewys

Die Franse natuurkundige Jean Bernard Leon Foucalt (1819 - 1868) het die slinger gebruik om te bewys dat die aarde wel om 'n as roteer. Volgens die meganika sal die vlak waarin 'n slinger heen en weer beweeg (slingervlak), onveranderd bly tensy 'n ander krag byvoorbeeld daarop inwerk.

Foucalt kon bewys dat die slingervlak van 'n slinger wat hy gebruik het, wel verander: die slingermassa het na verloop van tyd (byvoorbeeld na elke halfuur) strepe op die sand onder die massa getrek wat steeds van posisie verander het. Foucalt het dit verklaar deur aan te neem dat die slingervlak wel ten opsigte van die aarde konstant gebly het, maar dat die toring waaraan die slinger gehang het, van helling verander en die aarde dus moes beweeg het.

Uitvinding en ontwerp

Sedert sy produksie in 1967, deur die akteur Simon Prebble, die pendulum van Newton het 'n speelding gewild in die werk omgewings. Van die begin af, 'n hout weergawe van dit was verkoop deur Harrods in Londen en later 'n tekening chrome is geskep deur die beeldhouer en later film direkteur Richard Loncraine.

Bronnelys

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409664, volume 25, bl. 212, 213