Atwood-maskin — Newtons andre lov for forbundne legemer

1 · Prediker

To ulike masser henger fra en trinse. Etter hvert som systemet kjører, øker akselerasjonen, synker den, eller forblir den konstant?

2 · Oppsett

  1. Åpne Atwood-maskin-simuleringen og trykk Nullstill.
  2. Aktiver fartssonden på den tyngre massen.
  3. For hvert forsøk under, trykk Spill av, pause simuleringen ved den oppgitte forløpte tiden, og registrer sondens fartavlesning.

3 · Samle inn data

Tung masse m₂ (kg)Let masse m₁ (kg)Forløpt tid t (s)Forutsagt akselerasjon a (m/s²)Resultantkraft på tung masse F (N)Målt fart v (m/s)
5.003.000.40
5.003.000.80
5.003.001.20

Plott målt fart v (y-akse) mot forløpt tid t (x-akse). Stigningstallet til din bestefitslinje er systemets akselerasjon.

4 · Analyser

  1. Vis arbeidet ditt med å beregne den forutsagte akselerasjonen a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) for systemet, og sammenlign den med stigningstallet til v–t-grafen din.
  2. Hvor tett samsvarer din målte fart ved hvert tidspunkt med den forutsagte farten v = at? Er sammenhengen lineær? Siter tall fra tabellen din.

5 · Utvid

  1. Formelen a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) antar en masseløs, friksjonsfri trinse og en ustrekkbar snor. Hvilken av disse idealiseringene ville påvirke måle resultatene dine mest, og hvorfor?
  2. Forutsi hva som ville skje med systemets akselerasjon hvis de to massene var like (m₁ = m₂). Forklar resonnementet ditt med formelen.

Fysikken bak dette eksperimentet

Atwood-maskin-akselerasjon

Å anvende Newtons andre lov på begge hengende masser gir én enkelt systemakselerasjon som avhenger av massedifferansen, ikke massene enkeltvis.

Newtons andre lov

Resultantkraften på den tyngre massen tilsvarer massen dens ganger systemets delte akselerasjon — den samme akselerasjonen du forutsa over.

← Tilbake til eksperimentet

Mekanikk

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark