牛頓擺可近似看做完全彈性碰撞。在理想情況下，完全彈性碰撞的物理過程滿足動量守恆和能量守恆。如果兩個碰撞小球的質量相等，聯立動量守恆和能量守恆方程時可解得：兩個小球碰撞後交換速度。如果被碰撞的小球原來靜止，則碰撞後該小球具有了與碰撞小球一樣大小的速度，而碰撞小球則停止。多個小球碰撞時可以進行類似的分析。事實上，由於小球間的碰撞並非理想的彈性碰撞，還會有能量的損失，所以最後小球還是要停下來。這也是牛頓擺的核心物理原理。牛頓擺是一個1960年代發明的桌面演示裝置，五個質量相同的球體由吊繩固定，彼此緊密排列。又叫：牛頓擺球、動量守恆擺球、永動球、物理撞球、碰碰球等。牛頓擺是由法國物理學家伊丹·馬略特（Edme Mariotte）最早於1676年提出的。當擺動最右側的球並在回擺時碰撞緊密排列的另外四個球，最左邊的球將被彈出，並僅有最左邊的球被彈出。當兩個金屬球碰撞時，彈性碰撞就會發生。在碰撞前後，所具有的動能不變。在理想狀況下，即球只受到動量、能量與重力作用，所有的碰撞都是完美的彈性碰撞而牛頓擺的結構也是完美的，金屬球將永遠運動下去。但不可能存在完美的牛頓擺，因為其總會受到摩擦力的作用而使能量損耗。一部分摩擦力來自空氣阻力，而主要的來自小球本身。所以牛頓擺中的碰撞並不是真正的彈性碰撞而是非彈性碰撞，因為碰撞後的動能比碰撞前的有所損失（摩擦力所致）。但根據能量守恆定律，總能量保持不變。由於球的形變，組成球的分子間將動能轉化為熱能。小球發生振動，同時產生了牛頓擺標誌性的清脆的碰撞聲。