アトウッドマシンの理解
ATWOODマシンは、次のようなシンプルなデバイスです。
* 2つの質量: M1とM2(ここでM1> M2)
* プーリー: ひもが通過する摩擦のない大量の滑車。
* 文字列: 2つの質量を接続する明るい、柔軟性のない文字列。
原理
質量が放出されると、重い質量(M1)が下方に加速し、軽量質量(M2)が上向きに加速します。重量の違いは動きを引き起こします。
派生
1。力:
*より重い質量(M1)は、重力(M1G)と上向きの張力力(T)を経験します。
*軽量質量(M2)は、上向きの重力(M2G)と下向きの張力力(T)を経験します。
2。正味力:
* M1: 正味力=m1g -t
M2:の場合は 正味力=t -m2g
3。加速:
*文字列は拡張できないため、両方の質量は同じ加速度を持っています(a)。
* M1: M1A =M1G -T
M2:の場合は M2A =T -M2G
4。加速の解決:
* 2つの方程式を追加します:m1a + m2a =m1g -m2g
*条件を組み合わせる:a(m1 + m2)=g(m1 -m2)
*分離加速:a =(g(m1 -m2)) /(m1 + m2)
5。「g」の解決:
*方程式を再配置して「g」を見つける:g =a(m1 + m2) /(m1 -m2)
実験手順
1。セットアップ: 既知の質量(M1およびM2)とプーリーでアトウッドマシンを組み立てます。
2。測定:
*距離を測定します(d)重い塊の滝を測定します。
*重い塊がその距離を落下させるのにかかる時間(t)を測定します。
3。加速度を計算:
*運動学的方程式を使用:d =1/2 * a *t²
*加速度を解決する(a):a =2d /t²
4。 'g':を計算します
*「a」、「m1」、および「m2」の値を式に差し込みます:g =a(m1 + m2) /(m1 -m2)
重要なメモ
* 摩擦: プーリーと弦には摩擦があり、計算にエラーが導入されます。摩擦を可能な限り最小限に抑えます。
* 精度: 結果の精度は、測定の精度に依存します。
* 仮定: 導出は、摩擦のない滑車と大量の弦を想定しています。
これらの手順に従うことにより、Atwoodマシンを使用して、重力による加速度を決定できます。