Màquina d'Atwood: segona llei de Newton per a cossos connectats
1 · Prediu
Dues masses desiguals pengen d'una politja. Mentre el sistema funciona, la seva acceleració s'incrementa, disminueix o es queda constant?
- L'acceleració augmenta amb el temps
- L'acceleració es queda constant
- L'acceleració disminueix amb el temps
2 · Configura
- Obre la simulació de la màquina d'Atwood i prem Restableix.
- Activa la sonda de velocitat a la massa pesant.
- Per a cada prova de sota, prem Reprodueix, pausa la simulació al temps llistat i enregistra la lectura de velocitat de la sonda.
3 · Recull dades
| Massa pesant m₂ (kg) | Massa lleugera m₁ (kg) | Temps transcorregut t (s) | Acceleració predita a (m/s²) | Força resultant a la massa pesant F (N) | Velocitat mesurada v (m/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 5.00 | 3.00 | 0.40 | |||
| 5.00 | 3.00 | 0.80 | |||
| 5.00 | 3.00 | 1.20 |
Representa la velocitat mesurada v (eix y) contra el temps transcorregut t (eix x). El pendent de la teva recta d'ajust és l'acceleració del sistema.
4 · Analitza
- Mostra els càlculs de l'acceleració predita a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) del sistema i compara-la amb el pendent del teu gràfic v–t.
- De propera coincideix la teva velocitat mesurada a cada temps amb la velocitat predita v = at? La relació és lineal? Cita números de la teva taula.
5 · Amplia
- La fórmula a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) assumeix una politja sense massa ni fricció i un fil inextensible. Quina d'aquestes idealitzacions afectaria més els teus resultats mesurats, i per què?
- Prediu què passaria amb l'acceleració del sistema si les dues masses fossin iguals (m₁ = m₂). Explica el raonament amb la fórmula.
La física al darrere d'aquest experiment
Acceleració de la màquina d'Atwood
Aplicar la segona llei de Newton a les dues masses penjants dóna una única acceleració de sistema que depèn de la diferència de masses, no de les masses individualment.
Segona llei de Newton
La força resultant sobre la massa pesant iguala la seva massa per l'acceleració compartida del sistema: la mateixa acceleració que has predit abans.
Mecànica
- Tir parabòlic i energia cinètica
- Bola en una rampa: energia en un pla inclinat sense fricció
- Bloc en una rampa amb fricció: trobar el llindar de fricció estàtica
- Velocitat límit: caure amb arrossegament
- Laboratori de forces: segona llei de Newton
- Forces oposades: segona llei de Newton i quantitat de moviment
- Bola que rebota: pèrdua d'energia a l'impacte
- Col·lisions elàstiques i conservació de la quantitat de moviment
- Col·lisió inelàstica i conservació de la quantitat de moviment
- Pèndol de Newton: transferència de quantitat de moviment i energia
- Pèndol simple
- Massa en un moll: moviment harmònic simple
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles