¿Cómo se explica la Cuna de Newton en física?

La razón por la que se detiene el ruido y el sistema se detiene probablemente es bastante obvia. Pierde energía a través de pérdidas por fricción (entre las cuerdas y la cuna) y la disipación viscosa (o la resistencia del aire). Esto eventualmente hace que el sistema se desacelere y se detenga.

Pero, ¿qué hace que las bolas inicialmente inmóviles comiencen a balancearse? La mayor parte de esto probablemente se deba a colisiones “imperfectas” dentro del sistema. Si toda la energía se transfiriera perfectamente de una bola a otra, solo las dos bolas externas estarían en movimiento. Sin embargo, hay varios efectos que conducen a la transferencia de energía a las bolas estacionarias, incluida la compresión de las bolas durante el impacto, las superficies que no son completamente esféricas, la alineación inicial imperfecta del sistema y los impactos excéntricos debido a que la bola viaja en un camino que no es alineado con el centro de masa del sistema. Los últimos tres en particular conducirán a un movimiento que no es completamente lineal. Como ejemplo, considere lo que sucede con las bolas de billar en una mesa de billar. Si la bola blanca golpea otra bola directamente en su punto central (o centro de masa), la bola blanca casi se detendrá y la bola golpeada comenzará a viajar directamente a lo largo del camino de la bola blanca con casi la misma velocidad. Sin embargo, si golpea otra bola fuera del centro, ambas bolas permanecerán en movimiento. Esto es esencialmente lo que le sucede a las bolas estacionarias en la cuna de Newton. Dado que estas desalineaciones son tan pequeñas, los movimientos son inicialmente muy pequeños. Se construyen progresivamente con cada ciclo hasta que todo el sistema está en movimiento. En cada pasada, solo se transfiere una fracción de la energía. Esto eventualmente conduce a una distribución uniforme de energía cinética dentro del sistema (todas las bolas viajan en la misma dirección).

Mientras tanto, la energía general del sistema se está disipando lentamente (según lo anterior), lo que hace que el sistema descanse a una velocidad uniforme y decreciente.

La cuna de Newton; una demostración de dinámica de geometría cuántica