در این آزمایش پایستگیِ تکانه را روی یک ریلِ هوا می‌سنجی: گاریِ اول را به سمتِ گاریِ دومِ ساکن پرتاب می‌کنی و چشم‌های نوری سرعتِ قبل و بعد را می‌خوانند. نسبتِ تکانهٔ بعد به قبل باید دقیقاً ۱ باشد. نمی‌شود.

📖
قبل از شروع بخون
تکانه و ضربه — قانون دوم از زاویه‌ی جدید 🎯

← مطالعه نظریه

چرا این آزمایش متفاوت است

در گرانروی با قانون استوکس فرمول بیرون از قلمروِ اعتبارش به کار رفته بود. اینجا فرمول کاملاً درست است و ابزار هم خراب نیست — ریل تراز نیست، به اندازهٔ کمتر از یک‌دهمِ درجه. همین چند میلی‌متر اختلافِ ارتفاع کافی است که جوابت حدودِ ۵ درصد از ۱ فاصله بگیرد.

نکتهٔ آموزشی این است که این خطا را بدون اینکه بدانی چیست هم می‌شود حذف کرد. خطا به دستگاه چسبیده نه به فیزیک، پس وقتی جهتِ پرتاب را برعکس می‌کنی علامتش عوض می‌شود. پرتاب به سمتِ پایین‌دست تکانه را زیاد نشان می‌دهد و پرتاب به سمتِ بالادست کم. کافی است هر چیدمان را در هر دو جهت تکرار کنی و میانگین بگیری. اسمِ این ترفند روشِ وارونگی است.

ولی یک شرط دارد که خیلی‌ها از قلم می‌اندازند: وارونگی فقط وقتی خطا را حذف می‌کند که دو جهت با چیدمانِ کاملاً یکسان گرفته شده باشند — همان جرم‌ها، همان نوعِ برخورد، همان سرعت. اگر در یک جهت گاریِ سنگینِ کُند را امتحان کنی و در جهتِ دیگر سبکِ تند را، میانگین‌گیری بخشِ بزرگی از خطا را باقی می‌گذارد و تو خیال می‌کنی حذفش کرده‌ای. صفحه خودش جفت‌های متناظر را می‌شمارد و اگر اندازه‌گیریِ بی‌جفت داشته باشی هشدار می‌دهد.

و یک درسِ جانبی: در برخوردهای ناکِشسان انرژیِ جنبشی واقعاً کم می‌شود، دقیقاً به نسبتِ m₁/(m₁+m₂). آن خطا نیست، فیزیک است. جدا کردنِ «دستگاهم دروغ گفت» از «طبیعت همین است» سخت‌ترین بخشِ کارِ آزمایشگاهی است.

در حال آپلود فایل...
لطفاً صبر کنید — صفحه را نبندید
۰٪