Atwood-gép — Newton második törvénye kapcsolt testekre

1 · Jóslás

Két egyenlőtlen tömeg lóg egy csigán. Ahogy a rendszer fut, a gyorsulása nő, csökken vagy állandó marad?

2 · Előkészítés

  1. Nyisd meg az Atwood-gép szimulációt, és nyomd meg a Visszaállítást.
  2. Engedélyezd a sebességmérőt a nehezebb tömegen.
  3. Minden alábbi mérésnél nyomd meg az Indítást, állítsd meg a szimulációt a feltüntetett eltelt időnél, és rögzítsd a mérő sebesség-leolvasását.

3 · Adatgyűjtés

Nehéz tömeg m₂ (kg)Könnyű tömeg m₁ (kg)Eltelt idő t (s)Jósolt gyorsulás a (m/s²)Eredő erő a nehéz tömegen F (N)Mért sebesség v (m/s)
5.003.000.40
5.003.000.80
5.003.001.20

Ábrázold a mért v sebességet (y-tengely) az eltelt t idővel (x-tengely) szemben. A legjobb illeszkedésű egyenesed meredeksége a rendszer gyorsulása.

4 · Elemzés

  1. Mutasd meg a jósolt a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) gyorsulás kiszámítását a rendszerre, és hasonlítsd a v–t grafikonod egyenesének meredekségéhez.
  2. Mennyire szorosan egyezik a mért sebességed minden időpontban a jósolt v = at-tel? Lineáris-e a kapcsolat? Hivatkozz a táblázatod számaira.

5 · Kiterjesztés

  1. Az a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) képlet olyan csigát tételez fel, amelynek nincs tömege és súrlódása, valamint nyújthatatlan kötelet. Melyik idealizáció hatna leginkább a mért eredményeidre, és miért?
  2. Jósld meg, mi történne a rendszer gyorsulásával, ha a két tömeg egyenlő lenne (m₁ = m₂). Indokold meg az érvelésedet a képlettel.

A fizika a kísérlet mögött

Atwood-gép gyorsulása

Newton második törvényének mindkét lógó tömegre való alkalmazása egyetlen rendszer-gyorsulást ad, amely a tömegkülönbségtől függ, nem az egyes tömegektől.

Newton második törvénye

A nehezebb tömegre ható eredő erő egyenlő a tömege és a rendszer közös gyorsulása szorzatával — ugyanazzal a gyorsulással, amelyet fent jósoltál.

← Vissza a kísérlethez

Mechanika

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap