एटवुड मशीन - कनेक्टेड निकायों के लिए न्यूटन का दूसरा नियम
1 · भविष्यवाणी
दो असमान द्रव्यमान एक चरखी से लटकते हैं। जैसे-जैसे सिस्टम चलता है, क्या इसकी त्वरण गति बढ़ती है, धीमी हो जाती है, या स्थिर रहती है?
- समय के साथ त्वरण बढ़ता जाता है
- त्वरण स्थिर रहता है
- समय के साथ त्वरण कम हो जाता है
2 · सेट अप
- एटवुड मशीन सिमुलेशन खोलें और रीसेट दबाएँ।
- भारी द्रव्यमान पर गति जाँच सक्षम करें।
- नीचे दिए गए प्रत्येक परीक्षण के लिए, प्ले दबाएं, सूचीबद्ध समय पर सिम को रोकें, और जाँच की गति रीडिंग को रिकॉर्ड करें।
3 · डेटा एकत्रित करें
| भारी द्रव्यमान m₂ (kg) | हल्का द्रव्यमान m₁ (kg) | बीता हुआ समय टी (s) | अनुमानित त्वरण ए (m/s²) | भारी द्रव्यमान F पर शुद्ध बल (N) | मापी गई गति वी (m/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 5.00 | 3.00 | 0.40 | |||
| 5.00 | 3.00 | 0.80 | |||
| 5.00 | 3.00 | 1.20 |
बीते समय t (x-अक्ष) के विरुद्ध मापी गई गति v (y-अक्ष) को प्लॉट करें। आपकी best-fit लाइन का ढलान सिस्टम का त्वरण है।
4 · विश्लेषण करें
- …अनुमानित त्वरण a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) की गणना करते हुए…
- हर समय आपकी मापी गई चाल अनुमानित चाल v = at से कितनी निकटता से मेल खाती है? क्या संबंध रैखिक है? अपनी तालिका की संख्याएँ उद्धृत करें।
5 · विस्तार
- सूत्र a = (m₂ - m₁)g/(m₁ + m₂) एक द्रव्यमान रहित, घर्षण रहित चरखी और एक अवितान्य स्ट्रिंग मानता है। इनमें से कौन सा आदर्शीकरण आपके मापे गए परिणामों को सबसे अधिक प्रभावित करेगा और क्यों?
- भविष्यवाणी करें कि यदि दोनों द्रव्यमान बराबर हों तो सिस्टम के त्वरण का क्या होगा (m₁ = m₂). सूत्र का उपयोग करके अपना तर्क स्पष्ट करें।
इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी
एटवुड मशीन त्वरण
न्यूटन के दूसरे नियम को दोनों लटकते द्रव्यमानों पर लागू करने से एकल प्रणाली त्वरण मिलता है जो द्रव्यमान अंतर पर निर्भर करता है, न कि व्यक्तिगत रूप से द्रव्यमान पर।
न्यूटन का दूसरा नियम
भारी द्रव्यमान पर लगने वाला शुद्ध बल उसके द्रव्यमान और सिस्टम के साझा त्वरण के बराबर होता है - वही त्वरण जिसकी आपने ऊपर भविष्यवाणी की थी।
यांत्रिकी
- प्रक्षेप्य गति और गतिज ऊर्जा
- रैंप पर गेंद: घर्षण रहित झुकाव पर ऊर्जा
- घर्षण रैंप पर गुटका: स्थैतिक-घर्षण सीमा ज्ञात करना
- टर्मिनल वेलोसिटी: ड्रैग के माध्यम से गिरना
- फोर्स लैब: न्यूटन का दूसरा नियम
- विपरीत बल: न्यूटन का दूसरा नियम और गति
- उछलती गेंद: प्रभाव पर ऊर्जा की हानि
- लोचदार टकराव और गति संरक्षण
- बेलोचदार टकराव और गति संरक्षण
- न्यूटन का पालना: गति और ऊर्जा स्थानांतरण
- सरल पेंडुलम
- स्प्रिंग पर द्रव्यमान: सरल हार्मोनिक गति