Atwood-kone

Atwood kone on suunniteltu laite tutkimuksen vapaan pudotuksen mukaan George Atwood , ja pitkä parani lähemmäksi todellista lasku, mahdollisesti asettamalla se Newton putkeen .

Keksinnön etuna on kiertää matka-ajan lyhyys vähentämällä massojen kiihtyvyyttä ja siten sallia kuluneen ajan mittaaminen paljon paremmalla tavalla kuin Galileon jo testaamat kaltevat tasot .

Periaate

Hihnapyörällä lanka yhdistää kaksi massaa ja ( ). $m_1$ $m_ {2}$ ${\ displaystyle m_ {1} <m_ {2}}$

Jos massat ovat samat ja järjestelmä on paikallaan, se pysyy siten tasapainossa.

Jos jokin massoista on suurempi ( esimerkiksi), sen paino ajaa liikettä, mutta massa hidastaa putoamista . ${\ displaystyle m_ {2}> m_ {1}}$ $m_1$ $m_ {2}$

Opetuskäyttö

Atwood-konetta on usein käytetty, jotta opiskelijat voivat tarkistaa "dynamiikan perussuhteen" (Newtonin toinen laki) ja / tai mekaanisen energian säästämisen.

Jos hihnapyörän ja vaijerin massat ovat merkityksettömiä ripustettujen massojen summaan nähden, jos kitkavoimat ovat merkityksettömiä verrattuna niiden painojen eroon, ja jos jätämme huomiotta langan elastisuuden, näemme, että massa on painavampi m 2 putoaa pienennetyllä kiihtyvyydellä a :

{\ displaystyle a = {\ frac {m_ {2} -m_ {1}} {m_ {1} + m_ {2}}} g}

missä a < g .

M 1 : n translaatiodynamiikan perusperiaate : T - m 1 ⋅ g = m 1 ⋅ a PFDT levitettynä m 2 : m 2 ⋅ g - T '= m 2 ⋅ a Arvo on sama, koska lanka on oletettu olevan venymätön. T ≈ T ', koska hihnapyörän hitaus on merkityksetön.

Piirrämme a .

Tämä tulos voidaan tulkita yksinkertaistavalla tavalla sanomalla, että "globaali" voima on ( m 2 - m 1 ) ⋅ g ja "globaali" massa on ( m 1 + m 2 ). Tämä tulos saadaan entistä tiukemmin turvautumalla kineettiseen energiavoima-lauseeseen, joka antaa ( m 1 + m 2 ) ⋅ a ⋅ v = m 2 ⋅ g ⋅ v - m 1 ⋅ g ⋅ v + O, koska muut voimat ovat merkityksetön.

Katso myös

Atwood-heiluri