Mechanica
Atwood-machine
Kijk hoe de zwaardere massa valt terwijl de lichtere met hetzelfde tempo stijgt — a=(m2−m1)g/(m1+m2).
Atwood-machine — interactieve Mechanica-simulatie. Kijk hoe de zwaardere massa valt terwijl de lichtere met hetzelfde tempo stijgt — a=(m2−m1)g/(m1+m2). Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Atwood-machine
Twee massa's over een katrol versnellen samen. De zwaardere massa daalt terwijl de lichtere stijgt met even grote versnelling.
De nettokracht op het systeem is het gewichtsverschil (m_heavy − m_light)g, die beide massa's versnelt. Omdat de totale massa m_heavy + m_light is, geldt a = (m_heavy − m_light)g / (m_heavy + m_light).
- a = (m₁ − m₂)g / (m₁ + m₂)
- T is aan beide zijden gelijk
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Twee ongelijke massa's hangen aan een katrol. Terwijl het systeem draait, wordt zijn versnelling groter, kleiner of blijft die constant?
Voorspellingen om te wegen
- De versnelling neemt in de loop van de tijd toe
- De versnelling blijft constant
- De versnelling neemt in de loop van de tijd af
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Zware massa m₂ (kg)
- Lichte massa m₁ (kg)
- Verstreken tijd t (s)
Wat je meet:
- Voorspelde versnelling a (m/s²)
- Nettokracht op zware massa F (N)
- Gemeten snelheid v (m/s)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de simulatie Atwood-machine en druk op Herstel.
- Zet de snelheidssonde op de zwaardere massa aan.
- Druk voor elke meting hieronder op Start, pauzeer de simulatie op de vermelde verstreken tijd en noteer de snelheidsaflezing van de sonde.
Leidende vergelijking
Atwood-versnelling — a = |m₂ − m₁|·g / (m₁ + m₂)
Toepassing van de tweede wet van Newton op beide hangende massa's geeft één systeemversnelling, die van het massaverschil afhangt, niet van de massa's afzonderlijk.
De tweede wet van Newton — F = m·a
De nettokracht op de zwaardere massa is gelijk aan zijn massa keer de gedeelde versnelling van het systeem — dezelfde versnelling die je hierboven voorspelde.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Laat zien hoe je de voorspelde versnelling a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) van het systeem berekent en vergelijk met de richtingscoëfficiënt van je v–t-grafiek.
- Hoe goed klopt je gemeten snelheid op elk tijdstip met de voorspelde snelheid v = at? Is het verband lineair? Noem getallen uit je tabel.
Waar dit buiten het lab opduikt
- De formule a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) gaat uit van een massaloze, wrijvingsloze katrol en een onrekbare kabel. Welke van deze idealiseringen zou je meetresultaten het meest beïnvloeden, en waarom?
- Voorspel wat er met de versnelling van het systeem gebeurt als de twee massa's gelijk zijn (m₁ = m₂). Leg je redenering uit met de formule.
- 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
- Welkom bij de machine van Atwood
- Selecteer de massa
- Druk op Start
- Tegengestelde beweging
- Open de gegevens
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.