Atwood Makinesi — Newton'un Bağlantılı Cisimler İçin İkinci Yasası
1 · Tahmin Et
Bir makaradan iki eşit olmayan kütle sarkıyor. Sistem çalışırken ivmesi hızlanıyor mu, yavaşlıyor mu yoksa sabit mi kalıyor?
- Hızlanma zamanla artar
- Hızlanma sabit kalır
- Hızlanma zamanla azalır
2 · Kurulum
- Atwood makine simülasyonunu açın ve Sıfırla'ya basın.
- Daha ağır kütlede hız sondasını etkinleştirin.
- Aşağıdaki her deneme için Oynat'a basın, listelenen geçen sürede sim'i duraklatın ve probun hızlı okumasını kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Ağır kütle m₂ (kg) | Hafif kütle m₁ (kg) | Geçen süre t (s) | Tahmin edilen ivme a (m/s²) | Ağır kütle F üzerindeki net kuvvet (N) | Ölçülen hız v (m/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 5.00 | 3.00 | 0.40 | |||
| 5.00 | 3.00 | 0.80 | |||
| 5.00 | 3.00 | 1.20 |
Ölçülen hız v'yi (y ekseni) geçen süre t'ye (x ekseni) karşı çizin. En uygun çizginizin eğimi sistemin ivmesidir.
4 · Analiz et
- Sistem için öngörülen ivmeyi a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) hesaplayarak çalışmanızı gösterin ve bunu v–t grafiğinizin eğimiyle karşılaştırın.
- Ölçülen hızınız her seferinde tahmin edilen hız v = at ile ne kadar eşleşiyor? İlişki doğrusal mı? Tablonuzdaki sayıları belirtin.
5 · Uzat
- a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) formülü kütlesiz, sürtünmesiz bir makara ve uzamayan bir ip varsayar. Bu idealleştirmelerden hangisi ölçülen sonuçlarınızı en çok etkiler ve neden?
- İki kütle eşit olsaydı (m₁ = m₂) sistemin ivmesine ne olacağını tahmin edin. Formülü kullanarak gerekçenizi açıklayın.
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
Atwood Makine Hızlandırma
Newton'un ikinci yasasını asılı her iki kütleye uygulamak, kütlelerin tek tek değil, kütle farkına bağlı olan tek bir sistem ivmesi verir.
Newton'un İkinci Yasası
Daha ağır kütleye etki eden net kuvvet, kütle çarpı sistemin paylaşılan ivmesine eşittir; yukarıda tahmin ettiğiniz ivmenin aynısıdır.