Как падает пружинка слинки?

-В какой-то момент в детстве всех нас  увлекала такая вот штука — пружинка слинки. Недавно я понял, что самое завораживающее в этой пружинке- это то, чего я раньше не замечал, а именно:  как она падает.
Что же в ней…

…такого удивительного? 

— Я ожидала этого.

Разобраться в этом нам поможет физик Род Кросс.

— Смотрите, я держу верхнюю часть слинки таким образом, что нижняя часть висит свободно.

— То есть пружинка болтается.

— Сейчас я отпущу ее.  А вы попробуйте угадать, что произойдет: упадет ли сначала верхняя часть, или, может, нижняя. А может оба конца упадут вместе […] или два конца сойдутся посередине?

 — Это сложный вопрос.

— Когда я её отпущу, что случится с этим концом?

 — Подскочет вверх?
 — Упадет, гравитация же.
 — Значит упадет?
 — Низ подскочет, верх опустится.
 — Оба конца могут сойтись.

 — Верхняя часть сожмётся к середине, а нижняя часть сожмётся к верху.
 – Сойдутся посередине, потом она упадет. **

 – Верхний конец упадет быстрее, чем низ.

 – Думаю, нижний конец останется на месте, этот уйдет сюда а потом оба упадут.

 — Что ж, почему бы нам не попробовать?

Я хочу, чтобы вы внимательно следили за пружинкой, пока она падает. Обратный отсчёт…три, два, один

— Дело в том, что невооруженным глазом непросто увидеть, что происходит.

— Без понятия.

— Эта штука сжалась.

— Низ подскочил вверх?

— Я не уверен.

 — Всё слишком быстро.

— Чтобы реально оценить физику в действии, нужно посмотреть на пружинку в слоу-мо

 — Oбалдеть!

 —  Ну надо же, здоворо.

 – Странно…

– Это невероятно!

 — Да! Действительно остается там!

Она просто  как будто повисла в воздухе

 – Она зависла

 -Ага, вообще не двигается.

— Как это работает?

 —  Как это работает?

 — Как вы объясните это?

— Вы должны взглянуть на то, что происходит с нижним концом. Сила тяжести
тянет  его вниз, а сила натяжения при этом тянет вверх. Силы равны и противоположны, нижний конец остается в состоянии покоя. Потом я отпускаю верхнюю часть, натяжение меняется, и это изменение распространяется вниз по пружине, виток за витком, пока не доходит до низа. Это занимает где-то четверть секунды, и затем падает нижний конец.

  — То есть, по сути, натяжение не меняется в нижней части, пока вся пружинка не упадёт.

 – Верно

Тот же самый принцип применим к спорт-инвентарю вроде теннисных ракеток и клюшек для гольфа. Когда вы касаетесь шарика, волна должна пройти по клюшке. Таким образом, руки гольфиста  почувствуют удар, когда мячик уже будет в воздухе и лететь к лунке.

— Для заключительной части эксперимента мы привязали теннисный мяч к пружинке. Сейчас мы ее отпустим и посмотрим, что произойдет.
Невероятно, но происходит то же самое. Это потому, что слинки просто растянулась и достигла нового равновесия, где а сила тяжести направленная вниз равна силе натяжения, направленной вверх.

— Результат тот же. 
— Да, это неожиданно. Это и делает физику настолько интересной. Вот почему я продолжаю ставить подобные эксперименты.