Nederlands
Inleiding
Mijn kleinzoon Gijs is nu 13 jaar en heeft uitgesproken interesses in alles wat met techniek te maken heeft. Ik bedacht dat het wel aardig zou zijn om voor hem een zogenaamde "Newton Cradle" te maken die in het Nederlands ook wel "Newton Pendule" wordt genoemd. Het is een eenvoudig en zeer bekend toestel waarmee de wet van behoud van impuls kan worden gedemonstreerd en die gebaseerd is op de derde wet van Newton: actie=reactie; zie voor een vergaande beschrijving van deze wet o.a:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Botsing_(natuurkunde)
Gijs kan het toestelletje op zijn schrijftafel zetten en daar af en toe wat mee spelen. Wellicht kan hij het ooit een keer meenemen naar zijn school als daar de wetten van Newton behandeld worden tijdens de natuurkunde lessen.
Het is dus zeker geen uniek model, maar Gijs kan in ieder geval zeggen dat zijn opa het voor hem gemaakt heeft.
Aanwijzingen voor de montage van de kogels aan de steunen
Het is belangrijk dat de stalen kogels precies op een en dezelfde horizontale hartlijn hangen. Daardoor zullen de kogels mooi centraal tegen elkaar botsen hetgeen in hoge mate een mooi bewegingsgedrag van die kogels bepaalt. Dit kan op de volgende wijze worden gerealiseerd:1. Boor de 1mm gaatjes in de holle klinknagels volgens de tekening op blad 3.
2. Lijm de klinknagels op de kogels met Loctite 603; bij voorkeur laten doorharden op 50 a 60 graden Celsius in oven.
3. Rijg de ijzergaren touwtjs door de 1mm gaatjes in de klinknagels met een overmaat lengte van ca 20 cm aan beide zijden van de nippels.
4. Doseer een druppel 2-componenten epoxy lijm (Bison) in de klinknagels om de draden daarin vast te zetten.
5. Plak een rechthoekige metalen strip met ca 8mm hoogte op de houten voet met dubbelzijdig plakband en wel zodanig dat een zijkant daarvan een afstand heeft tot de zijkant van de houten voet van 36 mm; =hartlijn voet (45mm) minus de straal van de kogels (9mm).
6. Rijg de ijzergaren touwjes aan weerszijden door de 1mm gaatjes in de horizontale staafjes van de steunen en klem die min of meer vast met een paperclip aan de buitenzijde van deze horizontale staafjes.
7. Verschuif de touwtje door de paperclips aan weerszijden totdat de kogel de rechthoekige metalen strip net raakt waarbij de kogel ook een vlakke metalen strip net raakt die je tegen de zijkant van de opgeplakte strip duwt. Als je dat met alle kogels zo doet zullen ze precies op dezelfde hartlijn liggen hetgeen een voorwaarde is voor een mooi botsingsgedrag.
8. Lijm de touwtjes eerst vast aan de binnenkant van de horizontale steunen met een enkel druppeltje acrylaat seconde lijm.
9. Verwijder de paperclips nadat de seconde lijm is doorgehard en knip de touwtjes aan die zijde af. Lijm de touwtjes ook aan de buitenzijde vast met een druppel acrylaat seconde lijm. Verwijder de metalen strip die aan de houten voet was geplakt.Tekening pakket
Voor hen die het aardig zouden vinden om dit toestelletje ook zelf te maken heb ik een 4-bladig CAD tekening pakketje gemaakt; klik hier om dat aan te vragen..
English
IntroductionMy grandson Gijs is 13 years now and has expressed very much interests in everything that has to do with all kind of technology. I figured that it would be nice to make a so called "Newton Cradle" for him. It is a simple and well-known device with what the law of "conservation of momentum" can be demonstrated which is based on Newton's third law: action = reaction; see for an extensive description of this law:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Botsing_ (physics)
Gijs may put this little device on his desk and occasionally play with it . Perhaps he can also bring it with him to his school when Newton's laws are discussed in the physics lesson.
It is certainly not an unique model, but Gijs can at least say that his grandfather made it for him.
Mounting the steel balls to the supports
It is of big importance that the steel balls hang exactly on one and the same horizontal axis. Therefore the balls will clash together pretty central which largely determines a beautiful movement behavior of those balls against each other. This can be achieved in the following manner:1. Drill the 1mm holes in the hollow rivets according to the drawing on page 3.
2. Glue the two rivetsnipples to the balls with Loctite 603; preferably cure for about 1 hour on 50 to 60 degrees Celsius in a oven.
3. Thread the yarn ropes through the 1 mm holes in the rivets with an excess length of about 20 cm on both sides of the rivets.
4. Dispense one drop of a 2-component epoxy adhesive (Bison) in the rivets to fix the ropes in it.
5. Attach a rectangular metal strip with about 8mm height on the wooden base with double-sided adhesive tape, such that one side
of it has a distance of 36 mm away from the side of the wooden base ; = centerline base (45mm) minus the radius of the balls (9mm).
6. Thread the wires on both sides through the 1mm holes in the horizontal rods of the support and clamping them more or less stuck with a paper clip on the outside of the horizontal rods.
7. Slide the ropes through the paper clips on each side until the ball just touches the rectangular metal strip while the bullet also just
touches a flat metal strip that is pushed against the side of the bonded strip. In that way all steel balls will exactly be on their hart lines which is a precondition for a good bouncing behavior of the balls.
8. First glue the ropes to the inside of the horizontal supports with a single drop of acrylic super glue and wait intill the glue has hardened.
9. Remove the paper clips and cut off the ropes on that side. Glue the ropes also on that side with acrylic superglue. Remove the metal strip on the wooden base.Drawing plan
For those who also would like to make this little device I made a 4-page CAD plan; click here to make a request for that.
