Atwood-maskine — Newtons anden lov for forbundne legemer

1 · Forudsig

To ulige masser hænger i en trisse. Efterhånden som systemet kører, bliver dens acceleration så hurtigere, langsommere, eller forbliver den konstant?

2 · Opsætning

  1. Åbn simulationen Atwood-maskine, og tryk på Nulstil.
  2. Slå fartmåleren til på den tungere masse.
  3. Tryk for hvert forsøg nedenfor på Afspil, sæt simulationen på pause ved den anførte forløbne tid, og notér målerens fartaflæsning.

3 · Saml data

Tung masse m₂ (kg)Let masse m₁ (kg)Forløbet tid t (s)Forudsagt acceleration a (m/s²)Nettokraft på tung masse F (N)Målt fart v (m/s)
5.003.000.40
5.003.000.80
5.003.001.20

Afbild målt fart v (y-aksen) mod forløbet tid t (x-aksen). Hældningen af din bedste rette linje er systemets acceleration.

4 · Analysér

  1. Vis din udregning af den forudsagte acceleration a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) for systemet, og sammenlign med hældningen af din v–t-graf.
  2. Hvor tæt matcher din målte fart på hvert tidspunkt den forudsagte fart v = at? Er sammenhængen lineær? Henvis til tal fra din tabel.

5 · Udvid

  1. Formlen a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) forudsætter en massefri, friktionsfri trisse og en ustrækkelig snor. Hvilken af disse idealiseringer ville påvirke dine måleresultater mest, og hvorfor?
  2. Forudsig, hvad der ville ske med systemets acceleration, hvis de to masser var ens (m₁ = m₂). Forklar din begrundelse ved hjælp af formlen.

Fysikken bag dette eksperiment

Atwood-acceleration

Anvendelse af Newtons anden lov på begge hængende masser giver én fælles systemacceleration, der afhænger af massedifferensen, ikke af masserne hver for sig.

Newtons anden lov

Nettokraften på den tungere masse er lig med dens masse gange systemets fælles acceleration — den samme acceleration, du forudsagde ovenfor.

← Tilbage til eksperimentet

Mekanik

138 gratis printbare fysik-labark