Wózki na szynach

Jak

1. Ustaw pusty wózek na środku toru.
2. Popchnij w jego kierunku drugi pusty wózek tak, aby doszło do zderzenia. Jak zachowują się wózki po zderzeniu?
3. Sprawdź, czy wynik eksperymentu zmieni się, jeśli na wózku uderzającym będzie ktoś siedział. 
4. Ustaw wózki na końcach toru. Usiądź na jednym nich i, używając liny, przyciągnij drugi, pusty. Zapamiętaj miejsce zderzenia obu wózków.
5. Powtórz doświadczenie z drugą osobą na drugim wózku. Czy miejsce zderzenia się zmieniło?

Dlaczego

Zderzenie wózków jest przykładem zderzenia sprężystego, w którym zachowany jest nie tylko pęd, ale także energia kinetyczna.

• Jeśli masa wózków jest równa, konsekwencją przekazania pędu oraz energii kinetycznej jest zatrzymanie się pchniętego przez Ciebie wózka.

• Jeśli masa wózków nie jest równa, oba wózki po zderzeniu się poruszają.
• Gdyby wózki „zlepiły” się ze sobą, byłoby to zderzenie doskonale niesprężyste, w którym pęd jest zachowany, ale tracona jest część energii kinetycznej. 

Pomimo tego, że tylko jedna osoba ciągnie linę, oba wózki się poruszają. To przejaw trzeciej zasady dynamiki Newtona: działając na drugi wózek pewną siłą, Ty również doznajesz działania siły o tej samej wartości, lecz przeciwnie skierowanej. Zasada ta często nazywana jest zasadą akcji i reakcji.

Miejsce zderzenia zależy od prędkości obu wózków. Na oba wózki działa siła o takiej samej wartości i przez taki sam czas. Dlatego uzyskują one pęd o takiej samej wartości. Ponieważ pęd jest iloczynem masy i prędkości, obciążenie (zwiększenie masy) drugiego wózka owocuje zmniejszeniem jego prędkości, a w konsekwencji, zmianą miejsca zderzenia.