Проблемите с машината Atwood включват две тежести, свързани с връв, окачена на противоположните страни на ролката. За по-голяма простота се приема, че струната и ролката са без маса и триене, поради което проблемът се свежда до упражняване на законите на Нютон за физиката. Решаването на проблема с машината Atwood изисква да изчислите ускорението на системата от тежести. Това се постига с помощта на втория закон на Нютон: Силата е равна на масата по ускорение. Трудността на проблемите с машината Atwood се крие в определянето на силата на опъване върху струната.
Начертайте стрелки, излъчвани от тежестите, представляващи силите, действащи върху тях. И двете тежести имат сила на опън "Т", изтегляща се нагоре, както и гравитационната сила, изтегляща надолу. Силата на тежестта е равна на масата (обозначена с "m1" за тегло 1 и "m2" за тегло 2) на теглото, умножено по "g" (равно на 9,8). Следователно гравитационната сила върху по-лекото тегло е m1_g, а силата върху по-голямото тегло е m2_g.
Изчислете нетната сила, действаща върху по-лекото тегло. Нетната сила е равна на силата на опън минус гравитационната сила, тъй като те се изтеглят в противоположни посоки. С други думи, нетна сила = сила на опън - m1 * g.
Изчислете нетната сила, действаща върху по-голямото тегло. Нетната сила е равна на гравитационната сила минус силата на опън, така че Нетната сила = m2 * g - Сила на опън. От тази страна напрежението се изважда от масата по гравитацията, а не обратното, защото посоката на опън е противоположна на противоположните страни на ролката. Това има смисъл, ако вземете предвид тежестите и струната, разположени хоризонтално - напрежението дърпа в противоположни посоки.
Заместете (сила на опън - m1_g) за нетна сила в уравнението нетна сила = m1_ ускорение (2-ри закон на Нютон гласи, че сила = маса * ускорение; ускорението ще бъде означено с "а" от тук нататък). Сила на опън - m1_g = m1_a, или Напрежение = m1_g + m1_a.
Заменете уравнението за напрежение от стъпка 5 в уравнението от стъпка 4. Нетна сила = m2_g - (m1_g + m1_a). По втория закон на Нютон, Нетната сила = m2_a. Чрез заместване, m2_a = m2_g - (m1_g + m1_a).
Намерете ускорението на системата, като решите за a: a_ (m1 + m2) = (m2 - m1) _g, така че a = ((m2 - m1) * g) / (m1 + m2). С други думи, ускорението е равно на 9,8 пъти разликата на двете маси, разделена на сумата от двете маси.