碰撞的实验研究

1673 年，马略特(E.Mariotte)创立了一种用单摆进行碰撞实验的方法。他用线把两个物体吊在同一水平面下，把它们当作摆锤，摆锤在最低点的速度与摆的起点高度有关，可从单摆下落时走过的弧来量度，而摆锤能够升起的高度，则决定于在最低点碰撞后所获得的速度。这样， 马略特就找到了一种巧妙的方法，可以测出碰撞前后的瞬时速度。

这个实验牛顿也做过，他还用了修正空气阻力影响的实验方法，在

《自然哲学的数学原理》一书中作了详细说明，他写道①：

■图 1−11 马略特用单摆做的碰撞实验“我尝试用这个方法进行实验，摆长取 10 英尺，物体有时相同，有

时不同。令物体从很大的距离，例如 8、12 或 16 英尺处下荡，以相反的方向相遇，结果是双方在运动中产生同等的变化，即作用和反作用恒等， 所差不超过 3 英寸。例如物体 A 以 9 份运动撞到静止的物体 B，损失掉 7 份，碰撞后以 2 份继续前进，则物体 B 将以 7 份运动反弹。如果两物体从反方向相撞，A 以 12 份运动，B 以 6 份运动，而如果 A 以 2 份后退，B 将以 8 份后退，双方各减 14 份⋯⋯”

牛顿从碰撞现象的研究，进一步提出了第三定律，他在同一书中写道：

“每一个作用总是有一个相等的反作用和它相对抗；或者说，两物体彼此之间的相互作用永远相等，并且各自指向其对方。”

■图 1−12 牛顿研究碰撞的实验示意图