Πώς μπορείτε να υπολογίσετε την επιτάχυνση της βαρύτητας με το Atwood Machine;

Δείτε πώς μπορείτε να υπολογίσετε την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) χρησιμοποιώντας ένα μηχάνημα Atwood:

Κατανόηση του μηχανήματος Atwood

Ένα μηχάνημα Atwood είναι μια απλή συσκευή που αποτελείται από:

* Δύο μάζες: M1 και M2 (όπου M1> M2)

* Μια τροχαλία: Μια τριβή, χωρίς μάζα τροχαλία πάνω από την οποία περνάει μια χορδή.

* String: Μια ελαφριά, ανεπιτήδευτη συμβολοσειρά που συνδέει τις δύο μάζες.

Η αρχή

Όταν απελευθερώνονται οι μάζες, η βαρύτερη μάζα (M1) επιταχύνει προς τα κάτω και η ελαφρύτερη μάζα (M2) επιταχύνει προς τα πάνω. Η διαφορά στα βάρη τους προκαλεί την κίνηση.

Παράγοντας

1. Δυνάμεις:

* Η βαρύτερη μάζα (M1) βιώνει μια προς τα κάτω δύναμη βαρύτητας (M1G) και μια ανοδική ένταση (T).

* Η ελαφρύτερη μάζα (M2) βιώνει μια ανοδική δύναμη βαρύτητας (M2G) και μια δύναμη τάσης προς τα κάτω (T).

2. καθαρή δύναμη:

* για M1: Καθαρή δύναμη =m1g - t

* για M2: Καθαρή δύναμη =t - m2g

3. Επιτάχυνση:

* Δεδομένου ότι η συμβολοσειρά είναι ανέφικτη, και οι δύο μάζες έχουν την ίδια επιτάχυνση (α).

* για M1: m1a =m1g - t

* για M2: m2a =t - m2g

4. Επίλυση για επιτάχυνση:

* Προσθέστε τις δύο εξισώσεις:M1A + M2A =M1G - M2G

* Συνδυάστε όρους:A (M1 + M2) =G (M1 - M2)

* Απομόνωση επιτάχυνσης:A =(G (M1 - M2)) / (M1 + M2)

5. Επίλυση για «g»:

* Αναδιατάξτε την εξίσωση για να βρείτε «G»:G =A (M1 + M2) / (M1 - M2)

Πειραματική διαδικασία

1. Ρύθμιση: Συναρμολογήστε το μηχάνημα Atwood με γνωστές μάζες (M1 και M2) και μια τροχαλία.

2. Μέτρηση:

* Μετρήστε την απόσταση (D) Η βαρύτερη μάζα πέφτει.

* Μετρήστε το χρόνο (t) Χρειάζεται για τη βαρύτερη μάζα να πέσει αυτή η απόσταση.

3. Υπολογίστε την επιτάχυνση:

* Χρησιμοποιήστε την κινηματική εξίσωση:D =1/2 * A * T²

* Επίλυση για επιτάχυνση (α):a =2d / t²

4. Υπολογίστε το 'g':

* Συνδέστε τις τιμές των «Α», «M1» και «M2» στην εξίσωση:G =A (M1 + M2) / (M1 - M2)

Σημαντικές σημειώσεις

* τριβή: Η τροχαλία και η χορδή θα έχουν κάποια τριβή, η οποία θα εισαγάγει σφάλμα στον υπολογισμό. Ελαχιστοποιήστε την τριβή όσο το δυνατόν περισσότερο.

* Ακρίβεια: Η ακρίβεια του αποτελέσματος σας εξαρτάται από την ακρίβεια των μετρήσεων σας.

* παραδοχές: Η παραγωγή αναλαμβάνει μια τροχαλία χωρίς τριβή και μια μαζική χορδή.

Ακολουθώντας αυτά τα βήματα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα μηχάνημα Atwood για να καθορίσετε την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας.