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Atwood Machineで重力の加速を計算するにはどうすればよいですか?

Atwoodマシンを使用して重力(g)による加速度を計算する方法は次のとおりです。

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。

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