Mechanika
Atwoodov stroj
Sleduj, ako ťažšia hmota padá, kým ľahšia stúpa rovnakým tempom — a=(m2−m1)g/(m1+m2).
Atwoodov stroj — interaktívna simulácia Mechanika. Sleduj, ako ťažšia hmota padá, kým ľahšia stúpa rovnakým tempom — a=(m2−m1)g/(m1+m2). Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Atwoodov stroj
Dve hmoty cez kladku sa zrýchľujú spolu. Ťažšia hmota klesá, kým ľahšia stúpa rovnakým zrýchlením.
Výslednica síl na sústavu je rozdiel tiaží (m_heavy − m_light)g, ktorý zrýchľuje obe hmoty. Keďže celková hmota je m_heavy + m_light, a = (m_heavy − m_light)g / (m_heavy + m_light).
- a = (m₁ − m₂)g / (m₁ + m₂)
- T je na oboch stranách rovnaké
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Dve nerovnaké hmotnosti visia na kladke. Ako sústava beží, jej zrýchlenie sa zväčšuje, zmenšuje alebo zostáva konštantné?
Predikcie na zváženie
- Zrýchlenie sa v čase zväčšuje
- Zrýchlenie zostáva konštantné
- Zrýchlenie sa v čase zmenšuje
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Ťažká hmota m₂ (kg)
- Ľahká hmota m₁ (kg)
- Uplynulý čas t (s)
Čo meriaš:
- Predikované zrýchlenie a (m/s²)
- Výslednica síl na ťažkej hmote F (N)
- Nameraná rýchlosť v (m/s)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor simuláciu Atwoodovho stroja a stlač Resetovať.
- Zapni sondu rýchlosti na ťažšej hmote.
- Pre každý pokus nižšie stlač Prehrať, pauzni simuláciu pri uvedenom uplynutom čase a zaznamenaj odčítanie rýchlosti zo sondy.
Riadiaca rovnica
Zrýchlenie Atwoodovho stroja — a = |m₂ − m₁|·g / (m₁ + m₂)
Aplikácia druhého Newtonovho zákona na obe visiace hmotnosti dáva jediné zrýchlenie sústavy, ktoré závisí na rozdielu hmotností, nie na hmotnostiach jednotlivo.
Druhý Newtonov zákon — F = m·a
Výslednica síl na ťažšej hmote sa rovná jej hmotnosti krát zdieľané zrýchlenie sústavy — to isté zrýchlenie, ktoré si predikoval vyššie.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Ukáž svoj postup výpočtu predikovaného zrýchlenia a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) pre sústavu a porovnaj so sklonom tvojho grafu v–t.
- Ako presne sa tvoja nameraná rýchlosť v každom čase zhoduje s predikovanou rýchlosťou v = at? Je závislosť lineárna? Uveď čísla zo svojej tabuľky.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Vzorec a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) predpokladá bezhmotnú kladku bez trenia a neroztiahnuteľné lano. Ktorá z týchto idealizácií by najviac ovplyvnila tvoje namerané výsledky a prečo?
- Predikuj, čo by sa stalo so zrýchlením sústavy, keby sa dve hmotnosti rovnali (m₁ = m₂). Vysvetli svoje úvahy pomocou vzorca.
- 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
- Vitaj pri Atwoodovom stroji
- Vyber hmotu
- Stlač Prehrať
- Opačný pohyb
- Otvor údaje
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →