アトウッドの装置 — 連結された物体に対するニュートンの第二法則

1 · 予測

異なる二つの質量が滑車に掛かっている。系が動くとき、その加速度は大きくなるか、小さくなるか、それとも一定か？

• 加速度は時間とともに大きくなる
• 加速度は一定に保たれる
• 加速度は時間とともに小さくなる

2 · 準備

1. アトウッドの装置シミュレーションを開き、「リセット」を押す。
2. 重い方の質量に速度プローブを有効にする。
3. 以下の各試行について「再生」を押し、指定された経過時間でシミュレーションを一時停止して、プローブの速度表示を記録する。

3 · データ収集

測定した速さ v（縦軸）を経過時間 t（横軸）に対してプロットする。最良近似直線の傾きが系の加速度である。

4 · 分析

1. 系の予測加速度 a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) の計算過程を示し、v–t グラフの傾きと比較する。
2. 各時刻で測定した速さは、予測速度 v = at とどの程度一致するか？関係は線形か？表の数値を引用すること。

5 · 発展

1. 式 a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) は、質量がなく摩擦のない滑車と、伸びない糸を仮定している。これらの理想化のうち、どれが測定結果に最も影響するか？理由を説明する。
2. 二つの質量が等しい場合（m₁ = m₂）、系の加速度はどうなるかを予測する。式を使って理由を説明する。

この実験の物理

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