Механика

Машина на Атууд

Гледай как по-тежкото тяло пада, докато по-лекото се качва със същата скорост — a=(m2−m1)g/(m1+m2).

Машина на Атууд — интерактивна симулация Механика. Гледай как по-тежкото тяло пада, докато по-лекото се качва със същата скорост — a=(m2−m1)g/(m1+m2). Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Машина на Атууд

Две маси върху блок ускоряват заедно. По-тежката маса слиза, докато по-леката се качва със същата по големина ускорение.

Равнодействващата сила върху системата е разликата в теглата (m_heavy − m_light)g, ускоряваща двете маси. Понеже пълната маса е m_heavy + m_light, a = (m_heavy − m_light)g / (m_heavy + m_light).

• a = (m₁ − m₂)g / (m₁ + m₂)
• T е еднакво от двете страни

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

Две неравни маси висят на блок. Докато системата работи, ускорението ѝ нараства, намалява или остава постоянно?

Предсказвания за преценка

• Ускорението нараства с времето
• Ускорението остава постоянно
• Ускорението намалява с времето

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Тежка маса m₂ (kg)
• Лека маса m₁ (kg)
• Изминало време t (s)

Какво измерваш:

• Предсказано ускорение a (m/s²)
• Нетна сила на тежката маса F (N)
• Измерена скорост v (m/s)

Как протича изследването

1. Отвори симулацията машина на Атууд и натисни Нулирай.
2. Включи сензора за скорост на по-тежката маса.
3. За всеки опит долу натисни Пусни, паузирай симулацията на изброеното изминало време и запиши показанието на сензора за скорост.

Управляващо уравнение

Ускорение на машината на Атууд — a = |m₂ − m₁|·g / (m₁ + m₂)

Прилагането на втория закон на Нютон и към двете висящи маси дава едно ускорение на системата, зависещо от разликата в масите, а не от масите поотделно.

Втори закон на Нютон — F = m·a

Нетната сила върху по-тежката маса е равна на масата ѝ по споделеното ускорение на системата — същото ускорение, което предсказа горе.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• Покажи сметката си за предсказаното ускорение a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) за системата и го сравни с наклона на графика си v–t.
• Колко близо измерената ти скорост на всяко време съответства на предсказаната v = at? Линейна ли е връзката? Цитирай числа от таблицата си.

Къде това се появява извън лабораторията

• Формулата a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) предполага безмасов, безтриенев блок и неразтегаемо въже. Кое от тези идеализации би повлияло най-много на измерените ти резултати и защо?
• Предкажи какво би станало с ускорението на системата, ако двете маси бяха равни (m₁ = m₂). Обясни разсъждението си с формулата.

• AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
• AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
• IB Physics — A.3 Work, energy and power
• General High School Physics — Work, energy & power
• NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
• Middle School Physical Science — Force, mass, and motion

1. Добре дошъл при машината на Атууд
2. Избери масата
3. Натисни Пусни
4. Противоположно движение
5. Отвори данните
6. Справи се!

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Втори закон на Нютон