Kuinka ratkaista Atwood-koneongelmia

Atwood-koneongelmiin liittyy kaksi painoa, jotka on kytketty hihnapyörän vastakkaisille puolille ripustetulla narulla. Yksinkertaisuuden vuoksi narun ja hihnapyörän oletetaan olevan massattomia ja kitkattomia, mikä vähentää ongelman Newtonin fysiikan lakien harjoitukseksi. Atwood-koneongelman ratkaiseminen edellyttää, että lasket painojärjestelmän kiihtyvyyden. Tämä saavutetaan käyttämällä Newtonin toista lakia: Voima on massa kertaa kiihtyvyys. Atwood-koneongelmien vaikeus on määritellä merkkijonon jännitysvoima.

Piirrä painot, jotka edustavat niihin vaikuttavia voimia. Molemmilla painoilla vetovoima "T" vetää ylöspäin, samoin kuin painovoima vetää alaspäin. Painovoima on yhtä suuri kuin painokerroin "g" (merkitty "m1" painolla 1 ja "m2" painolla 2) (kertaa 9,8). Siksi painovoima kevyempään painoon on m1_g ja painavampaan voimaan m2_g.

Laske kevyempään painoon vaikuttava nettovoima. Nettovoima on yhtä suuri kuin vetovoima miinus painovoima, koska ne vetävät vastakkaisiin suuntiin. Toisin sanoen nettovoima = vetovoima - m1 * g.

instagram story viewer

Laske raskaampaan painoon vaikuttava nettovoima. Nettovoima on yhtä suuri kuin painovoima miinus kiristysvoima, joten Nettovoima = m2 * g - Vetovoima. Tällä puolella jännitys vähennetään massa kertaa painovoima pikemminkin kuin päinvastoin, koska jännityksen suunta on vastakkainen hihnapyörän vastakkaisilla puolilla. Tämä on järkevää, jos tarkastellaan painoja ja merkkijonoa vaakasuoraan - jännitys vetää vastakkaisiin suuntiin.

Korvaa (vetovoima - m1_g) nettovoimalle yhtälössä nettovoima = m1_kiihtyvyys (Newtonin toisen lain mukaan voima = massa * kiihtyvyys; kiihtyvyys merkitään tästä eteenpäin "a"). Vetovoima - m1_g = m1_a tai Jännitys = m1_g + m1_a.

Korvaa vaiheen 5 jännityksen yhtälö vaiheen 4 yhtälöön. Nettovoima = m2_g - (m1_g + m1_a). Newtonin toisen lain mukaan nettovoima = m2_a. Korvaamalla, m2_a = m2_g - (m1_g + m1_a).

Etsi järjestelmän kiihtyvyys ratkaisemalla a: a_ (m1 + m2) = (m2 - m1) _g, joten a = ((m2 - m1) * g) / (m1 + m2). Toisin sanoen kiihtyvyys on yhtä suuri kuin 9,8 kertaa kahden massan ero jaettuna näiden kahden massan summalla.

Teachs.ru
  • Jaa
instagram viewer