Atwoodova naprava — Newtonov drugi zakon za povezana telesa
1 · Predvidi
Dve neenaki masi visita na škripcu. Ko sistem teče, ali njegov pospešek pospešuje, upočasnjuje ali ostaja konstanten?
- Pospešek s časom narašča
- Pospešek ostaja konstanten
- Pospešek s časom pada
2 · Pripravi
- Odpri simulacijo Atwoodove naprave in pritisni Ponastavi.
- Omogoči sondo hitrosti na težji masi.
- Za vsak poskus spodaj pritisni Predvajaj, ustavi simulacijo pri naštevanem pretečenem času in zabeleži odčitek hitrosti sonde.
3 · Zberi podatke
| Težka masa m₂ (kg) | Lahka masa m₁ (kg) | Pretečeni čas t (s) | Napovedani pospešek a (m/s²) | Neto sila na težko maso F (N) | Izmerjena hitrost v (m/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 5.00 | 3.00 | 0.40 | |||
| 5.00 | 3.00 | 0.80 | |||
| 5.00 | 3.00 | 1.20 |
Nariši izmerjeno hitrost v (os y) proti pretečenemu času t (os x). Naklon tvoje najboljše premice je pospešek sistema.
4 · Analiziraj
- Pokaži svoj račun napovedanega pospeška a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) za sistem in ga primerjaj z naklonom svojega grafa v–t.
- Kako dobro se tvoja izmerjena hitrost ob vsakem času ujema z napovedano hitrostjo v = at? Je razmerje linearno? Navedi številke iz svoje tabele.
5 · Razširi
- Formula a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) privzema breztežen, breztrenjen škripec in neraztegljivo vrv. Katera od teh idealizacij bi najbolj vplivala na tvoje izmerjene rezultate in zakaj?
- Napovej, kaj bi se zgodilo s pospeškom sistema, če bi bili masi enaki (m₁ = m₂). Utemelji s formulo.
Fizika za tem poskusom
Pospešek Atwoodove naprave
Uporaba Newtonovega drugega zakona na obe vešči masi da en sam pospešek sistema, odvisen od razlike mas, ne od mas posamič.
Newtonov drugi zakon
Neto sila na težjo maso je njena masa krat skupni pospešek sistema — isti pospešek, ki si ga napovedal zgoraj.
Mehanika
- Met telesa in kinetična energija
- Žoga na klančini: energija na klančini brez trenja
- Blok na klančini s trenjem: iskanje praga trenja mirovanja
- Končna hitrost: padanje skozi upor
- Laboratorij sil: Newtonov drugi zakon
- Nasprotne sile: Newtonov drugi zakon in gibalna količina
- Poskakujoča žoga: izguba energije ob udarcu
- Prožni trki in ohranitev gibalne količine
- Neprožni trk in ohranitev gibalne količine
- Newtonovo nihalo: prenos gibalne količine in energije
- Preprosto nihalo
- Masa na vzmeti: preprosto harmonično gibanje