Atwoodmaskin — Newtons andra lag för sammanbundna kroppar

1 · Förutsäg

Två olika stora massor hänger i en trissa. Allteftersom systemet kör, ökar dess acceleration, minskar den eller förblir den konstant?

2 · Uppbyggnad

  1. Öppna simuleringen av Atwoodmaskinen och tryck på Återställ.
  2. Aktivera hastighetsproben på den tyngre massan.
  3. Tryck på Spela för varje försök nedan, pausa simuleringen vid den angivna förflutna tiden och notera probens fartavläsning.

3 · Samla data

Tung massa m₂ (kg)Lätt massa m₁ (kg)Förfluten tid t (s)Förutsagd acceleration a (m/s²)Nettokraft på tunga massan F (N)Uppmätt fart v (m/s)
5.003.000.40
5.003.000.80
5.003.001.20

Rita uppmätt fart v (y-axeln) mot förfluten tid t (x-axeln). Lutningen på din bäst anpassade linje är systemets acceleration.

4 · Analysera

  1. Visa din uträkning av den förutsagda accelerationen a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) för systemet, och jämför med lutningen på ditt v–t-diagram.
  2. Hur väl stämmer din uppmätta fart vid varje tidpunkt med den förutsagda farten v = at? Är sambandet linjärt? Ange tal från din tabell.

5 · Utvidga

  1. Formeln a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) antar en masslös och friktionsfri trissa samt en osträckbar tråd. Vilken av dessa idealiseringar skulle påverka dina uppmätta resultat mest, och varför?
  2. Förutsäg vad som skulle hända med systemets acceleration om de två massorna var lika stora (m₁ = m₂). Förklara ditt resonemang med formeln.

Fysiken bakom det här experimentet

Atwood-acceleration

Att tillämpa Newtons andra lag på båda hängande massorna ger en enda systemacceleration som beror på masskillnaden, inte på massorna var för sig.

Newtons andra lag

Nettokraften på den tyngre massan är lika med dess massa gånger systemets gemensamma acceleration — samma acceleration som du förutsade ovan.

← Tillbaka till experimentet

Mekanik

138 gratis utskrivbara labblad i fysik