כיצד לפתור בעיות במכונות אטווד

צייר חצים הבוקעים מהמשקולות המייצגות את הכוחות הפועלים עליהם. לשני המשקולות כוח המתח "T" מושך כלפי מעלה, כמו גם כוח הכבידה הנמשך כלפי מטה. כוח הכובד שווה למסה (שכותרתה "m1" למשקל 1 ו- "m2" למשקל 2) למשקל כפול "g" (שווה 9.8). לכן, כוח הכבידה על המשקל הקל יותר הוא m1_g, והכוח על המשקל הכבד יותר הוא m2_g.

חשב את הכוח הנקי הפועל על המשקל הקל יותר. כוח הרשת שווה לכוח המתח מינוס כוח הכבידה, מכיוון שהם מושכים לכיוונים מנוגדים. במילים אחרות, כוח נטו = כוח מתיחה - m1 * גרם.

חשב את הכוח הנקי הפועל על המשקל הכבד יותר. כוח הרשת שווה לכוח הכבידה מינוס כוח המתח, כך שכוח נטו = m2 * g - כוח המתח. בצד זה, המתיחה מופחתת מכוח הכבידה המוני ולא להפך מכיוון שכיוון המתח מנוגד משני צידי הגלגלת. זה הגיוני אם אתה מחשיב את המשקולות והמיתרים המונחים אופקית - המתח מושך לכיוונים מנוגדים.

תחליף (כוח מתיחה - m1_g) בכוח הנקי במשוואה כוח נטו = תאוצה m1 (החוק השני של ניוטון קובע כי כוח = תאוצה מסה *; ההאצה תתויג מכאן ואילך "a"). כוח מתיחה - m1_g = m1_a, או מתח = m1_g + m1_a.

החלף את המשוואה למתח משלב 5 למשוואה משלב 4. כוח נטו = m2_g - (m1_g + m1_a). על פי החוק השני של ניוטון, כוח נטו = m2_a. על ידי החלפה, m2_a = m2_g - (m1_g + m1_a).

מצא את התאוצה של המערכת על ידי פתרון עבור a: a_ (m1 + m2) = (m2 - m1) _g, אז a = ((m2 - m1) * g) / (m1 + m2). במילים אחרות, התאוצה שווה פי 9.8 מההפרש של שתי המסות, חלקי הסכום של שתי ההמונים.