Mașina Atwood — a doua lege a lui Newton pentru corpuri legate
1 · Prezice
Două mase inegale atârnă de o roată de ridicat. Pe măsură ce sistemul rulează, accelerația lui crește, scade sau rămâne constantă?
- Accelerația crește în timp
- Accelerația rămâne constantă
- Accelerația scade în timp
2 · Montaj
- Deschide simularea mașinii Atwood și apasă Resetează.
- Activează sonda de viteză pe masa mai grea.
- Pentru fiecare încercare de mai jos, apasă Pornește, pune pauză la timpul scurs listat și înregistrează citirea vitezei sondei.
3 · Colectează date
| Masa grea m₂ (kg) | Masa ușoară m₁ (kg) | Timp scurs t (s) | Accelerația prezisă a (m/s²) | Forța rezultantă pe masa grea F (N) | Viteza măsurată v (m/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 5.00 | 3.00 | 0.40 | |||
| 5.00 | 3.00 | 0.80 | |||
| 5.00 | 3.00 | 1.20 |
Plotează viteza măsurată v (axa y) în funcție de timpul scurs t (axa x). Panta dreptei tale de cea mai bună potrivire este accelerația sistemului.
4 · Analizează
- Arată calculul tău pentru accelerația prezisă a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) a sistemului și compară-o cu panta graficului tău v–t.
- Cât de bine se potrivește viteza ta măsurată la fiecare timp cu viteza prezisă v = at? Relația este liniară? Citează numere din tabelul tău.
5 · Extinde
- Formula a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) presupune o roată fără masă și fără frecare și un fir inextensibil. Care dintre aceste idealizări ar afecta cel mai mult rezultatele tale măsurate și de ce?
- Prezice ce s-ar întâmpla cu accelerația sistemului dacă cele două mase ar fi egale (m₁ = m₂). Explică-ți raționamentul folosind formula.
Fizica din spatele acestui experiment
Accelerația mașinii Atwood
Aplicarea celei de-a doua legi a lui Newton ambelor mase atârnate dă o singură accelerație a sistemului, care depinde de diferența maselor, nu de masele individual.
A doua lege a lui Newton
Forța rezultantă pe masa mai grea este egală cu masa ei înmulțită cu accelerația comună a sistemului — aceeași accelerație pe care ai prezis-o mai sus.
Mecanică
- Mișcarea proiectilului și energia cinetică
- Bilă pe rampă: energie pe un plan înclinat fără frecare
- Bloc pe rampă cu frecare: aflarea pragului de frecare statică
- Viteza terminală: cădere prin rezistența aerului
- Laboratorul de forțe: a doua lege a lui Newton
- Forțe opuse: a doua lege a lui Newton și impulsul
- Bila care sare: pierdere de energie la impact
- Ciocniri elastice și conservarea impulsului
- Ciocnire inelastică și conservarea impulsului
- Leagănul lui Newton: transfer de impuls și energie
- Pendul simplu
- Masă pe arc: mișcare armonică simplă