Pendule de Newton

Le pendule de Newton est un se composant de cinq billes et permettant d'illustrer les théories de conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie. Le pendule de Newton se compose de cinq billes métalliques indéformables de même masse suspendues par deux fils à deux barres rigides. Ces cinq billes se touchent au repos et sont situées dans le plan médian des deux barres. Son fonctionnement est fondé sur le principe d'inertie d'un système (pendule + Terre) que l'on supposera isolé (pas de frottement) et de la conservation de l'énergie mécanique pour un tel système. Lorsqu'on lance deux billes, de l'autre côté deux billes se mettent en mouvement. Lorsqu'on lance trois billes, de l'autre côté les deux billes restantes se mettent en mouvement, accompagnées de la bille les ayant percutées. Il en est de même pour quatre billes. Expériences plus méconnues : si l'on lance une bille de chaque côté en même temps, celles-ci rebondissent en même temps alors que les trois du milieu restent immobiles. De même, avec deux billes de chaque côté, la dernière bille est immobile. Si l'on lance trois billes d'un côté et deux de l'autre, elles se percutent et vont trois dans un sens, deux dans l'autre, alternativement. Enlever une bille au repos alors qu'une autre effectue un mouvement de l'autre côté décale le mouvement d'une bille. Il est possible de lancer plusieurs billes à des instants différents, afin d'augmenter le nombre de mouvements et de chocs, mais les résultats sont souvent faussés par les influences extérieures et par la non-perfection du matériel. Le principe du pendule repose à la fois sur deux principes de conservation qui concernent respectivement l'énergie mécanique et la quantité de mouvement. L'interprétation est ici plus aisée en considérant un pendule avec uniquement deux billes. Dans cette analyse, les principes de conservation évoqués conduisent à un système de deux équations où les caractéristiques du pendule, avant et après la collision des billes, sont reliées.