Vad är Atwood-maskinen?

Atwood-maskinen konstruerades för att demonstrera och verifiera vissa rörelselagar under laboratorieförhållanden. Maskinen är uppkallad efter mannen som uppfann och konstruerade den, pastor George Atwood. Atwood-maskinen består i huvudsak av två massor upphängda i en sträng över en remskiva och används för att visa tillståndet av konstant acceleration som upplevs av båda massorna när massorna inte är lika med varandra. Idag kallas varje maskin som är konstruerad på liknande sätt för detta ändamål fortfarande en Atwood-maskin, och maskiner av denna typ används fortfarande ofta i undervisningen för att demonstrera vissa fysiklagar.

Genom att tillämpa Newtons andra rörelselag kan man räkna ut att när de två massorna som hängs upp av en sträng över en remskiva är ojämlika, kommer acceleration att resultera när den större massan faller ner och den mindre massan dras upp och att denna acceleration kommer att vara konstant för båda massorna. Detta är vad som skulle ske under idealiska förhållanden och tar inte hänsyn till friktion eller tendensen hos någon sträng eller tråd att sträcka sig. Båda dessa faktorer kan beräknas och inkluderas i alla uppmätta observationer av alla demonstrationer av denna lag med hjälp av en Atwood-maskin.

Grundkonstruktionen av en Atwood-maskin är enkel. Ett vertikalt stativ med en remskiva monterad på en arm gör att de två massorna kan hängas upp från remskivan med en enda sträng. Remskivan kan monteras på vilket sätt som helst, så länge strängarna hänger vertikalt, men i originalversionen och i de flesta andra maskiner av denna typ är remskivan monterad så att dess axel vilar på och omges av så många som fyra andra. hjul, i ett försök att minska friktionen så mycket som möjligt. Alla versioner av Atwoods maskin kommer också att ha möjlighet att mäta avståndet som varje massa tillryggalagt under demonstrationen eller experimentet.

Maskinen ger studenter och forskare ett sätt att bekräfta genom demonstration och att bättre förstå Newtons andra rörelselag och andra principer inom fysik och mekanik. De två massorna som ska hängas från ändarna av snöret, till exempel, kommer inte att röra sig på egen hand så länge de är lika. Att ändra en av massorna så att de inte är lika kommer att resultera i att den ena accelererar uppåt och den andra nedåt, både med en lika stor och konstant hastighet som inte förändras oavsett storleken på någon av de två massorna. En mycket stor massa och en mycket liten massa kommer båda att accelerera med samma konstanta hastighet som två massor som skiljer sig endast något, och denna maskin tillåter detta faktum att demonstreras under laboratorieförhållanden.