Interested Article - Машина Атвуда

Машина Атвуда

Машина Атвуда лабораторное устройство для изучения поступательного движения с постоянным ускорением . Была изобретена в 1784 году английским физиком и математиком Джорджем Атвудом .

Описание

Для проведения опытов по свободному падению тел требуется большая высота экспериментальной установки, вследствие большого ускорения свободного падения. Машина Атвуда позволяет избежать этой трудности и замедлить движение до удобных скоростей. Идеальная Машина Атвуда имеет следующую конструкцию: через невесомый блок , в оси которого отсутствует трение , укрепленный на некоторой высоте над столом, переброшена нерастяжимая и невесомая нить, к концам которой привязаны два тела с массами и .

Когда массы тел равны ( ) система находится в состоянии безразличного равновесия вне зависимости от положения грузов.

Если , грузы приходят в поступательное движение.

Формула для нахождения ускорения

Это движение описывается с помощью второго закона Ньютона , представленного в общем виде:

Применительно к нашей задаче для левого и правого тел уравнение движения запишется в виде двух уравнений в проекциях на ось :

Мы считаем, что нить идеальна (то есть невесома и нерастяжима) и блок невесом, значит и , получим:

Формула для нахождения ускорения свободного падения

Измерив время прохождения грузами определённого расстояния , можно вычислить их ускорение. Отсюда:

Формула для нахождения силы натяжения нити

Для нахождения натяжения нити в любое из уравнений подставляем выражение для ускорения, полученное выше. Например, подставляя в первое уравнение системы выражение для ускорения, получаем:

См. также

Литература

  • Г. Голдстейн. Классическая механика. — 1975. — 413 с.
  • // Большая советская энциклопедия : в 66 т. (65 т. и 1 доп.) / гл. ред. О. Ю. Шмидт . — М. : Советская энциклопедия , 1926—1947.

Ссылки

Источник —

Same as Машина Атвуда