Kas yra Atwood mašina?

Atwood mašina buvo sukurta tam, kad laboratorinėmis sąlygomis parodytų ir patikrintų tam tikrus judėjimo dėsnius. Mašina pavadinta žmogaus, kuris ją išrado ir sukonstravo, garbei George’o Atwoodo vardu. Atwood mašina iš esmės susideda iš dviejų masių, pakabintų ant stygos virš skriemulio ir yra naudojama parodyti nuolatinio pagreičio būseną, kurią patiria abi masės, kai masės nėra lygios viena kitai. Šiandien bet kuri panašiai šiam tikslui sukonstruota mašina vis dar vadinama Atwood mašina, o tokio tipo mašinos vis dar dažniausiai naudojamos mokant tam tikrus fizikos dėsnius.

Taikant antrąjį Niutono judėjimo dėsnį, galima apskaičiuoti, kad kai dvi masės, pakabintos virvele virš skriemulio, yra nelygios, didesnei masei krintant žemyn ir mažesnei traukiant į viršų atsiranda pagreitis ir kad šis pagreitis bus pastovus. abiem masėms. Taip atsitiktų idealiomis sąlygomis ir neatsižvelgiama į trintį ar bet kokios stygos ar vielos polinkį tempti. Abu šiuos veiksnius galima apskaičiuoti ir įtraukti į bet kokius išmatuotus šio dėsnio demonstravimo stebėjimus naudojant Atwood mašiną.

Pagrindinė Atwood mašinos konstrukcija yra paprasta. Vertikalus stovas su skriemuliu, sumontuotu ant rankos, leidžia dvi mases pakabinti nuo skriemulio viena styga. Skriemulį galima montuoti bet kokiu būdu, kol stygos kabo vertikaliai, tačiau originaliame variante ir daugumoje kitų tokio tipo mašinų skriemulys sumontuotas taip, kad jo ašis remtųsi ir būtų apsupta net keturių kitų. ratus, stengiantis kiek įmanoma sumažinti trintį. Bet kuri Atwood mašinos versija taip pat turės priemones, leidžiančias išmatuoti atstumą, kurį kiekviena masė nuvažiuoja demonstravimo ar eksperimento metu.

Mašina suteikia galimybę studentams ir mokslininkams tai patvirtinti demonstruodami ir geriau suprasti Niutono antrąjį judėjimo dėsnį bei kitus fizikos ir mechanikos principus. Pavyzdžiui, dvi masės, kurias reikia pakabinti ant virvelės galų, nejudės pačios, kol bus lygios. Pakeitus vieną iš masių taip, kad jos nebūtų lygios, viena paspartės aukštyn, o kita – žemyn, vienodu ir pastoviu greičiu, kuris nekinta nepriklausomai nuo abiejų masių dydžio. Labai didelė masė ir labai maža masė įsibėgės tuo pačiu pastoviu greičiu kaip ir dvi masės, kurios skiriasi tik nežymiai, ir ši mašina leidžia įrodyti šį faktą laboratorinėmis sąlygomis.