Rázostroj

Základním pokusem je ukázka zákona zachování hybnosti – jedno z krajních kyvadel je vychýleno a po uvolnění dojde k pohybu a srážce závaží. Hybnost je z jednoho dotýkajícího se závaží přenášena na druhé a až u posledního dojde k výkyvu. Ostatní zúčastněné koule zůstanou bez pohnutí na svých místech.

Vysvětlení: Z druhého Newtonova zákona vyplývá, že hybnost izolované soustavy (rázostroje) zůstává v čase konstantní. Celková hybnost v okamžiku první srážky se rovná m.v (m – hmotnost pohybující se koule, v – rychlost pohybující s koule). Hybnost se přenese přes dotýkající se koule a poslední kouli, která má stejnou hmotnost jako první, je rychlostí v vymrštěna pryč.

Dalším pokusem je vychýlení dvou a více krajních závaží najednou. Při uvažování pouze zákona zachování hybnosti by se dalo očekávat, že poslední koule bude vymrštěna dvojnásobnou rychlostí (${\displaystyle (2m)v=m(2v)}$). K tomu ovšem nedojde a místo toho jsou vychýlena dvě krajní kyvadla.

Vysvětlení: Kromě zákona zachování hybnosti platí i zákon zachování energie izolované soustavy. V okamžiku srážky především energie kinetické, která se rovná ${\displaystyle {\frac {1}{2}}mv^{2}}$.

Oba zákony zachování musí platit vždy a tedy při vychýlení dvou kyvadel:

${\displaystyle 2mv=MV}$,

${\displaystyle {\frac {1}{2}}2mv^{2}={\frac {1}{2}}MV^{2}}$,

kde M je neznámá hmotnost, která by měla být odmrštěna a V rychlost tohoto odmrštění.

Z uvedené soustavy dvou rovnic plyne řešení:

${\displaystyle V=v}$

${\displaystyle M=2m}$