역학
아트우드 기계
무거운 질량이 떨어지고 가벼운 질량이 같은 속도로 올라가는 것을 관찰 — a=(m2−m1)g/(m1+m2).
아트우드 기계 — 인터랙티브 역학 시뮬레이션. 무거운 질량이 떨어지고 가벼운 질량이 같은 속도로 올라가는 것을 관찰 — a=(m2−m1)g/(m1+m2). 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
아트우드 기계
두 질량이 도르래 위에서 함께 가속합니다. 더 무거운 질량은 내려가고 가벼운 질량은 같은 크기의 가속도로 올라갑니다.
계에 작용하는 합력은 무게 차 (m_무거움 − m_가벼움)g이며 두 질량을 가속합니다. 총 질량이 m_무거움 + m_가벼움이므로 a = (m_무거움 − m_가벼움)g / (m_무거움 + m_가벼움)입니다.
- a = (m₁ − m₂)g / (m₁ + m₂)
- T는 양쪽에서 동일
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
두 개의 서로 다른 질량이 도르래에 매달려 있습니다. 시스템이 실행될 때 가속도가 빨라지나요, 느려지나요, 아니면 일정하게 유지되나요?
검토할 예측
- 시간이 지남에 따라 가속도가 증가합니다.
- 가속도는 일정하게 유지됩니다.
- 시간이 지남에 따라 가속도가 감소합니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 무거운 질량 m₂ (kg)
- 가벼운 질량 m₁ (kg)
- 경과 시간 t (s)
측정하는 것:
- 예상 가속도 a (m/s²)
- 무거운 질량 F에 대한 순 힘 (N)
- 측정된 속도 v (m/s)
실험 진행 방법
- Atwood 기계 시뮬레이션을 열고 Reset을 누릅니다.
- 더 무거운 질량에 대해 속도 프로브를 활성화합니다.
- 아래의 각 시행에 대해 재생을 누르고 나열된 경과 시간에 시뮬레이션을 일시 중지한 다음 프로브의 속도 판독값을 기록하세요.
지배방정식
Atwood 기계 가속 — a = |m₂ − m₁|·g / (m₁ + m₂)
뉴턴의 제2법칙을 두 개의 매달린 질량에 적용하면 개별적인 질량이 아닌 질량 차이에 따라 달라지는 단일 시스템 가속도가 제공됩니다.
뉴턴의 제2법칙 — F = m·a
더 무거운 질량에 가해지는 순 힘은 그 질량에 시스템의 공유 가속도를 곱한 것과 같습니다. 이는 위에서 예측한 것과 동일한 가속도입니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 시스템의 예상 가속도 a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂)를 계산하는 과정을 보여주고 이를 v–t 그래프의 기울기와 비교합니다.
- 매번 측정된 속도가 예상 속도 v = at과 얼마나 일치합니까? 관계가 선형인가요? 테이블에서 숫자를 인용하세요.
실험 밖에서의 활용
- a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) 공식은 질량과 마찰이 없는 도르래와 늘어나지 않는 끈을 가정합니다. 이러한 이상화 중 측정된 결과에 가장 큰 영향을 미치는 것은 무엇이며 그 이유는 무엇입니까?
- 두 질량이 동일할 경우(m₁ = m₂) 시스템의 가속도에 어떤 일이 일어날지 예측합니다. 공식을 사용하여 추론을 설명하십시오.
- 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
- 아트우드 기계에 오신 것을 환영합니다
- 질량 선택
- 재생을 누르세요
- 반대 방향 운동
- 데이터 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.