牛顿摆通常用铁球制作

请注意：本文介绍的碰撞中的“弹性”与弹性碰撞中的“弹性”，它不是一回事。

本文中橡胶球的弹性，是指物体受力变形后回复它原有形状的特性，以及这种特性产生的物理现象。而物理中的弹性碰撞，它指的是刚性物体在理相状态下发生碰撞后的动能转移。

在弹性碰撞的过程中，发生相互碰撞的物体，它们必须是完全刚性的，也就是说它们自身不会变形（事实上除了原子最近似外，世界上并不存在这种物体）；其次，在发生碰撞后，动能不会转变为其它能量，比如热能，甚至连声音都不应该有。

气体原子的弹性碰撞示意

牛顿摆只能近似地演示弹性碰撞的动能传递，铁球在小幅度撞击时自身的变形很小，空气的阻力、摆绳的摩擦力可以忽略，啪啪的撞击声也可以假装听不见。但事实上它要不了多久就会停下来，因为能量在撞击的过程中一点点地损失掉了。

牛顿摆常被用来演示弹性碰撞

既然橡胶球的弹性比铁球好，为什么不用橡胶球做牛顿摆呢？其实橡胶球的碰撞过程在物理学上属于非弹性碰撞，因为橡胶球在受外力挤压后会产生变形，形状的改变意味着动能会转变为其内部原子的振动能，从而造成动能损失，它传递出去的能量一定会减少，因此橡胶球不适合用来做牛顿摆。

物体是否对外显示出弹性，主要取决于它内部的分子结构。橡胶球、乒乓球以及高尔夫球等物体主要由高分子材料制成，这些高分子材料中有相互纠缠的碳分子链，碳链受挤压变形、将能量储存起来再部分释放，从而使球弹跳。

包括铁球在内的绝大部分金属球的弹性很差，因为它们是由原子相互键合而成的晶体。当受到外力撞击时，受冲击部位的原子改变位置后不会再回到原处，大部分动能被消耗掉了，所以铁球很难弹跳起来。

巨大的铁球被用来夯实地面

球体内部的充气会减轻球的重量同时增加弹性，为了简化，我们没有考虑这个因素；同时我们还忽略了被碰撞物体的性质，假设它是刚性的。你把一颗橡胶球扔在一张厚地毯上，它也弹不起来。

最后需要重申的是：橡胶球的碰撞在物理学上被称为非弹性碰撞，这与弹性碰撞的定义有关，跟本文中讨论的弹性变形是两回事。