Mechanika
Maszyna Atwooda
Obserwuj, jak cięższa masa opada, a lżejsza wznosi w tym samym tempie — a=(m2−m1)g/(m1+m2).
Maszyna Atwooda — interaktywna symulacja: Mechanika. Obserwuj, jak cięższa masa opada, a lżejsza wznosi w tym samym tempie — a=(m2−m1)g/(m1+m2). Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.
Maszyna Atwooda
Dwie masy na bloczku przyspieszają razem. Cięższa opada, a lżejsza wznosi się z tym samym co do wartości przyspieszeniem.
Wypadkowa siła na układzie to różnica ciężarów (m_heavy − m_light)g, przyspieszająca obie masy. Ponieważ masa całkowita to m_heavy + m_light, a = (m_heavy − m_light)g / (m_heavy + m_light).
- a = (m₁ − m₂)g / (m₁ + m₂)
- T jest takie samo po obu stronach
Krótki opis badania
Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię
Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.
Pytanie badawcze
Dwie nierówne masy wiszą na bloczku. W miarę działania układu jego przyspieszenie rośnie, maleje czy pozostaje stałe?
Prognozy do rozważenia
- Przyspieszenie rośnie z czasem
- Przyspieszenie pozostaje stałe
- Przyspieszenie maleje z czasem
Role zmiennych
Co ustawiasz:
- Masa ciężka m₂ (kg)
- Masa lekka m₁ (kg)
- Czas t (s)
Co mierzysz:
- Przyspieszenie prognozowane a (m/s²)
- Siła wypadkowa na ciężkiej masie F (N)
- Prędkość zmierzona v (m/s)
Jak przebiega badanie
- Otwórz symulację maszyny Atwooda i naciśnij Reset.
- Włącz sondę prędkości na cięższej masie.
- Dla każdej próby poniżej naciśnij Play, zatrzymaj symulację po podanym czasie i zapisz odczyt prędkości z sondy.
Równanie rządzące
Przyspieszenie maszyny Atwooda — a = |m₂ − m₁|·g / (m₁ + m₂)
Zastosowanie drugiej zasady Newtona do obu wiszących mas daje jedno przyspieszenie układu, zależne od różnicy mas, a nie od mas osobno.
Druga zasada Newtona — F = m·a
Siła wypadkowa na cięższej masie równa się jej masie razy wspólne przyspieszenie układu — to samo, które przewidziałeś powyżej.
Co karta do druku każe uczniom wyliczyć
- Pokaż obliczenia przewidywanego przyspieszenia a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) dla układu i porównaj je ze nachyleniem swojego wykresu v–t.
- Jak dobrze zmierzona prędkość w każdym momencie zgadza się z przewidywaną v = at? Czy zależność jest liniowa? Podaj liczby ze swojej tabeli.
Gdzie to wychodzi poza pracownię
- Wzór a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) zakłada bezmasową kołowrotek bez tarcia i nierozciągliwą linkę. Która z tych idealizacji najbardziej wpłynęłaby na twoje zmierzone wyniki i dlaczego?
- Przewidź, co stałoby się z przyspieszeniem układu, gdyby masy były równe (m₁ = m₂). Uzasadnij wniosek za pomocą wzoru.
- 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
- Witamy w maszynie Atwooda
- Zaznacz masę
- Naciśnij Play
- Ruch przeciwny
- Otwórz dane
- Udało się!
Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.
Otwórz interaktywną pracownię →