ソース: アンドリュー ダフィー博士は、物理学教室、ボストン大学、ボストン、マサチューセッツ

この実験は、2 つの相互作用するオブジェクトを含むさまざまな状況を調べます。

まず、実験は衝突する間、2 つのオブジェクトが互いに適用されます力を調べます。オブジェクトは、変数の固まりを持っている輪の荷車。この実験の目的は、これらの 2 つを強制するとき異なる大きさがあると同様、発見するとき最初のカートが他に及ぼす力は、最初に戻って 2 番目のカートを発揮力と同じ大きさです。

第二に、それは 1 つカートを押したり、2 つ目を引くとき、2 つのオブジェクトは互いに発揮力を調べます。再び、焦点は、二つの力がある同じ大きさして異なる大きさのある状況を探索します。

この実験の主な目的は、ニュートンの第 3 法則を探求することです。

装置はそれぞれ上部 (図 1) に装着した力センサーを持つ 2 つのカートから成っています。力センサーは、専用のコンピューター インターフェイス経由でコンピューターに接続されます。各力センサーは、衝突またはプッシュ/プル状況中に他の力センサーによってそれに加えられた力を測定します。

図 1。基本的なセットアップです。装置のキー コンポーネントがそれぞれトップとコンピューターのインタ フェースに装着した力センサーを持つ 2 つの動かされたカート。

1. 衝突状況

1. 各力センサーにゴム製のバンパー (図 1) をねじ込みます。
2. 50 N の設定に各力センサーを設定します。
3. データ コレクションを開始する緑の矢印の横にある「ゼロ」のボタンを押して各公判前に力センサーをゼロします。
4. 正の方向 (すなわち右に) が、力センサーごとに適切に定義されていることを確認します。
   1. カートの右側に装着した力センサーを押してください。これは肯定的な力の読書になります。ショッピングカートの左側に装着した力センサーを押してください。これにより、負の力を読む必要があります。
   2. 両方が間違っている場合は、カートの位置を単に逆します。
5. 1 つが間違っている場合にのみ「実験メニュー」に移動し、「セットアップ センサー」を選択適切な力センサーを選択し、「逆方向」を選択
6. 最初の衝突には、同じ質量のカートが含まれます。1 つのカートに衝突する前に静止を指定します。他のカート、カートの衝突定常カートに向かって初速が与えられます。
7. 1 つの他の方へカートを押す前に「収集」ボタン (緑の矢印) を押します。1 つカートに小さな突き出すを与える、カートを解放し、衝突を観察します。典型的な試験でピーク力値は約 8 ~ 20 N を守らなければなりません。ピーク力の値よりはるかに小さいまたはこの範囲よりもはるかに大きい場合は、プッシュを調整します。
8. 衝突の後、各力センサーで記録されたコンピューター「対時間、力」のグラフが表示されます。
   1. グラフが表示されない場合は、トリガーをリバースします。
   2. 「収集」ボタンを押した後実際に記録がない上 (または下) 値を記録力センサーのいずれかまで特定のトリガー レベル。ただし、トリガー レベルは正の値に設定されてと力センサーは負のフォース値を与えているのみまたはコンピューターは決してその逆は、レコード データに伝える信号を受信します。
   3. 確認、または逆に、トリガー設定は (すぐに「ゼロ」ボタンの左)「データ集」アイコン押すし、、"トリガー"タブを選択します。
9. この実験で使用される 2 つのオプションは、"0.2 N の増加"と「-0.2 (名) にわたって減少」これらの設定が必要なトリガー、原因ではない場合、他に切り替えます。
   1. 2 回目の衝突で静止したカート カートが衝突する前に動いているの 2-3 倍の質量が必要です。これを達成するために、静止のカートに 1 つ以上の重みを追加します。手順を繰り返します (手順を参照してください)。
   2. 衝突前に静止するように高い質量カートを指定します。
   3. 「収集」ボタンを押すし、より小さい質量の高い質量カート方へカートをプッシュします。
   4. 「対時間力」の 2 つのグラフをが表示されます。

3 衝突の衝突の前に移動するカート静止したカートの 2-3 倍の質量が必要です。他に 1 つのカートから余分な重量を転送することによってこれを達成します。衝突の実施及びデータの収集のプロセスを繰り返します。

2 プッシュとプルの状況

1. 各力センサーについてのゴム製バンパーをフックに置き換えます。
2. 一緒に押すかまたは他のカートを引く 1 つのカートを許可するためにカートをフックします。
3. トリガーの条件を逆に 1.8 の手順で説明するよう。
4. 等しい質量のカートを始めます。
5. 「収集」ボタンを押します。
6. プルまたはプルや, 他のカートをプッシュできるようにカートの 1 つをプッシュまたはそれを揺するように前後があるプルとプッシュの両方が発生します。
7. カートの中を与えるプルおよび/または他のカートの 2-3 倍の質量をプッシュします。データ収集プロセスを繰り返します。
   1. このシナリオで押し引き「力対時間」データを記録します。
8. 引きを行うおよび/または他のカートの 2-3 倍の質量を押してカートを与えます。データ収集プロセスを繰り返します。
   1. この押し引きのシナリオで「力対時間」データを記録します。

ニュートンの第 3 法律の状態は 2 つのオブジェクトが対話するたびに 2 番目のオブジェクトは最初のオブジェクトが等しい大きさと最初のオブジェクトが 2 番目に及ぼす力の方向の反対に力を発揮します。状態、方法は簡単ですが、受け入れるが難しいことができます。たとえば、大きなオブジェクトより小さいオブジェクトに及ぼす力、小さいオブジェクトを大きいオブジェクトに戻って発揮力より大きいことを多くの場合と見なされます。

図 2。最初の衝突の結果。カートによって経験される力が等しいと反対。

図 3.2 回目の衝突の結果。カートによって経験される力が等しいと反対。

図 4.3 番目の衝突の結果。カートによって経験される力が等しいと反対。

図 5.最初の押し引き状況の結果。カートによって経験される力が等しいと反対。

図 6.2 番目の押し引き状況の結果。カートによって経験される力が等しいと反対。

図 7.3 プッシュの結果/状況を引っ張ってします。カートによって経験される力が等しいと反対。

この実験では、すなわち、すべての相互作用は、1 つのオブジェクトは、別の力に等しい大きさで反対方向に最初に戻って 2 番目のオブジェクトによって適用されるフォースは、対処の概念は、多くのアプリケーションを持っています。たとえば、(1) 太陽は、地球重力の力は等しい重力に適用される地球の反対側 (2) 地球の月は、重力の力は等しいと地球に重力とは逆月が適用されます。(3) 重力地球に及ぼすリンゴが等しく、地球に重力とは逆、apple が適用されます。(4) 車と路上でトラックの間または 2 つのサッカー選手の間など、衝突力が常に等しいと反対、どんなに大衆の比較します。(5) 人が床の上に立つ、椅子に座るときに、床や椅子で人が等しい人が床や椅子に及ぼす力反対力。