Mechanika
Atwoodův stroj
Sleduj, jak těžší závaží padá, zatímco lehčí stoupá stejným tempem — a=(m2−m1)g/(m1+m2).
Atwoodův stroj — interaktivní simulace Mechanika. Sleduj, jak těžší závaží padá, zatímco lehčí stoupá stejným tempem — a=(m2−m1)g/(m1+m2). Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Atwoodův stroj
Dvě hmotnosti přes kladku zrychlují společně. Těžší klesá, zatímco lehčí stoupá se stejnou velikostí zrychlení.
Výsledná síla na soustavu je rozdíl tíh (m_heavy − m_light)g, který zrychluje obě hmotnosti. Protože celková hmotnost je m_heavy + m_light, platí a = (m_heavy − m_light)g / (m_heavy + m_light).
- a = (m₁ − m₂)g / (m₁ + m₂)
- T je na obou stranách stejné
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Dvě různé hmotnosti visí na kladce. Jak soustava běží, její zrychlení zrychluje, zpomaluje, nebo zůstává konstantní?
Predikce k zvážení
- Zrychlení v čase roste
- Zrychlení zůstává konstantní
- Zrychlení v čase klesá
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Těžká hmotnost m₂ (kg)
- Lehká hmotnost m₁ (kg)
- Uplynulý čas t (s)
Co měříš:
- Predikované zrychlení a (m/s²)
- Výsledná síla na těžkou hmotnost F (N)
- Naměřená rychlost v (m/s)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři simulaci Atwoodova stroje a stiskni Resetovat.
- Zapni sondu rychlosti na těžší hmotnosti.
- Pro každý pokus níže stiskni Spustit, pozastav simulaci v uvedeném čase a zapiš odečet rychlosti sondy.
Řídící rovnice
Zrychlení Atwoodova stroje — a = |m₂ − m₁|·g / (m₁ + m₂)
Aplikace druhého Newtonova zákona na obě visící hmotnosti dává jediné zrychlení soustavy, které závisí na rozdílu hmotností, ne na hmotnostech jednotlivě.
Druhý Newtonův zákon — F = m·a
Výsledná síla na těžší hmotnost se rovná její hmotnosti krát sdílené zrychlení soustavy — tentýž zrychlení, které jsi predikoval výše.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Ukaž svůj postup výpočtu predikovaného zrychlení a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) pro soustavu a porovnej se směrnicí svého grafu v–t.
- Jak těsně odpovídá tvoje naměřená rychlost v každém čase predikované rychlosti v = at? Je vztah lineární? Cituj čísla ze své tabulky.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Vzorec a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) předpokládá nehmotnou kladku bez tření a natažitelné lano. Která z těchto idealizací by nejvíc ovlivnila tvé naměřené výsledky, a proč?
- Predikuj, co by se stalo se zrychlením soustavy, kdyby byly obě hmotnosti stejné (m₁ = m₂). Vysvětli své uvažování pomocí vzorce.
- 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
- Vítej v Atwoodově stroji
- Vyber hmotnost
- Stiskni Spustit
- Opačný pohyb
- Otevři data
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →