Mécanique
Machine d'Atwood
Observez la masse la plus lourde tomber tandis que la plus légère monte à la même vitesse — a=(m2−m1)g/(m1+m2).
Machine d'Atwood — simulation interactive de Mécanique. Observez la masse la plus lourde tomber tandis que la plus légère monte à la même vitesse — a=(m2−m1)g/(m1+m2). Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Machine d'Atwood
Deux masses reliées par une poulie accélèrent ensemble. La masse la plus lourde descend tandis que la plus légère monte, avec la même amplitude d'accélération.
La force nette sur le système est la différence de poids (m_heavy − m_light)g, qui accélère les deux masses. Comme la masse totale est m_heavy + m_light, a = (m_heavy − m_light)g / (m_heavy + m_light).
- Accélération a = (m₁ − m₂)g / (m₁ + m₂)
- T est égale des deux côtés
Mémoire d'enquête
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question de conduite
Deux masses inégales pendent à une poulie. Pendant que le système fonctionne, son accélération s’accélère-t-elle, ralentit-elle ou reste-t-elle constante ?
Des pronostics à peser
- L'accélération augmente avec le temps
- L'accélération reste constante
- L'accélération diminue avec le temps
Rôles variables
Ce que vous définissez :
- Masse lourde m₂ (kg)
- Masse légère m₁ (kg)
- Temps écoulé t (s)
Ce que vous mesurez :
- Accélération prévue a (m/s²)
- Force nette sur la masse lourde F (N)
- Vitesse mesurée v (m/s)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez la simulation de la machine Atwood et appuyez sur Réinitialiser.
- Activer la sonde de vitesse sur la masse la plus lourde.
- Pour chaque essai ci-dessous, appuyez sur Lecture, mettez la simulation en pause au temps écoulé indiqué et enregistrez la vitesse de lecture de la sonde.
Équation gouvernante
Accélération des machines Atwood — a = |m₂ − m₁|·g / (m₁ + m₂)
L'application de la deuxième loi de Newton aux deux masses suspendues donne une accélération de système unique qui dépend de la différence de masse, et non des masses individuellement.
Deuxième loi de Newton — F = m·a
La force nette exercée sur la masse la plus lourde est égale à sa masse multipliée par l'accélération partagée du système – la même accélération que vous avez prédite ci-dessus.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- Montrez votre travail de calcul de l'accélération prévue a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) pour le système et comparez-la à la pente de votre graphique v – t.
- Dans quelle mesure votre vitesse mesurée à chaque instant correspond-elle à la vitesse prévue v = at ? La relation est-elle linéaire ? Cite les nombres de ton tableau.
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- La formule a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) suppose une poulie sans masse et sans frottement et une corde inextensible. Laquelle de ces idéalisations affecterait le plus vos résultats mesurés, et pourquoi ?
- Prédisez ce qui arriverait à l’accélération du système si les deux masses étaient égales (m₁ = m₂). Expliquez votre raisonnement à l'aide de la formule.
- 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
- Bienvenue dans la machine d’Atwood
- Sélectionnez la masse
- Appuyez sur Lecture
- Mouvements opposés
- Ouvrez les données
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
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