Kas ir Atwood mašīna?

Pielietojot Ņūtona otro kustības likumu, var aprēķināt, ka tad, kad divas masas, kas uzkarinātas ar virkni uz skriemeļa, ir nevienlīdzīgas, paātrinājums radīsies, jo lielākā masa nokrīt un mazākā masa tiks pavilkta uz augšu, un ka šis paātrinājums būs nemainīgs. abām masām. Tas ir tas, kas notiktu ideālos apstākļos un neņem vērā berzi vai jebkuras auklas vai stieples tendenci izstiepties. Abus šos faktorus var aprēķināt un iekļaut visos izmērītos novērojumos par jebkuru šī likuma demonstrāciju, izmantojot Atwood mašīnu.

Atwood iekārtas pamatkonstrukcija ir vienkārša. Vertikāls statīvs ar skriemeli, kas uzstādīts uz rokas, ļauj abas masas piekārt pie skriemeļa ar vienu auklu. Trīsi var uzstādīt jebkurā veidā, ja vien auklas karājas vertikāli, bet oriģinālajā versijā un lielākajā daļā citu šāda veida mašīnu skriemelis ir uzstādīts tā, lai tā ass balstās uz un to ieskauj pat četri citi. riteņi, cenšoties pēc iespējas samazināt berzi. Jebkurai Atwood mašīnas versijai būs arī līdzekļi, lai izmērītu katras masas nobraukto attālumu demonstrācijas vai eksperimenta laikā.

Mašīna nodrošina veidu, kā studenti un zinātnieki var apstiprināt, izmantojot demonstrāciju, un labāk izprast Ņūtona otro kustības likumu un citus fizikas un mehānikas principus. Piemēram, divas masas, kas jāpakar no auklas galiem, pašas nekustēsies, kamēr tās būs vienādas. Mainot vienu no masām tā, lai tās nebūtu vienādas, viena paātrināsies uz augšu, bet otra uz leju, gan ar vienādu un nemainīgu ātrumu, kas nemainās neatkarīgi no abu masu lieluma. Gan ļoti liela masa, gan ļoti maza masa paātrinās ar tādu pašu nemainīgu ātrumu kā divas masas, kas tikai nedaudz atšķiras, un šī iekārta ļauj pierādīt šo faktu laboratorijas apstākļos.