Doświadczenie 1

       Wózek zaopatrujemy w zderzak sprężysty (zamiast zderzaka można wykorzystać piłeczkę z twardej gumy przytrzymaną przy "ścianie") i pręt, na który nakładamy oba obciążniki z zestawu. Popychamy wózek lekko prostopadle w kierunku ściany i obserwujemy, co się stanie.
       Po kilku próbach powinno być oczywiste, że - pomijając straty wynikające z tarcia na osiach i inne niedoskonałości - zderzenie można nazwać sprężystym z wszystkimi konsekwencjami takiego zdarzenia:

a) pęd (p) wózka uległ zmianie z mv na -mv, czyli Δp = -2mv gdzie m jest całkowitą masą wózka, zaś v jest prędkością wózka tuż przed zderzeniem {-v, tuż po).

b) energia kinetyczna E_k = mv²/2 wózka nie uległa zmianie;

c) siła F popchnęła ścianę tak samo mocno, jak mocno ściana popchnęła (-F) wózek (trzecia zasada dynamiki). Zdajemy sobie sprawę z tego, że te siły zmieniały swoją wartość w czasie kontaktu wózka ze ścianą, więc lepiej mówić o średniej wartości tych sił;

d) czas kontaktu wózka ze ścianą (czas zderzenia) Δt był krótki i przypuszczamy, że podzielony był sprawiedliwie między procesy ściskania sprężyny (energia wózka była przekazywana sprężynie) i rozprężania (oddawania energii wózkowi);

e) żadna praca w sumie nie została wykonana (stąd obserwacja (b)), ponieważ tyle pracy, ile wózek wykonał na sprężynie, tyle sprężyna wózkowi "oddała". Takie właśnie zderzenia nazywamy sprężystymi;

f) Podpunkty (a), (c) i (d) można połączyć drugą zasadą dynamiki w zapisie:

Związek ten daje podstawę do dyskusji na wiele tematów. Podamy kilka przykładów:

- miękka sprężyna wydłuży czas zderzenia, przez co zmniejszy siłę uderzenia;

- łatwo jest zmierzyć m, mając zaś do dyspozycji "chronograf" można wyznaczyć v;

- ciekawe, co byłoby łatwiej wyznaczyć doświadczalnie Δt, czy F ?;

- można się zastanowić, czy podwojenie prędkości wózka musi spowodować podwojenie siły uderzenia w ścianę.

do góry