Atwood 기계 문제는 풀리의 반대쪽에 매달린 끈으로 연결된 두 개의 무게를 포함합니다. 단순함을 위해 스트링과 도르래는 질량과 마찰이없는 것으로 간주되어 문제를 뉴턴의 물리 법칙에 대한 연습으로 줄입니다. Atwood 기계 문제를 해결하려면 가중치 시스템의 가속도를 계산해야합니다. 이것은 뉴턴의 제 2 법칙을 사용하여 달성됩니다. 힘은 질량 곱하기 가속도입니다. Atwood 기계 문제의 어려움은 스트링의 장력을 결정하는 데 있습니다.
가중치에 작용하는 힘을 나타내는 화살표를 그립니다. 두 웨이트 모두 위로 당기는 인장력 "T"와 아래로 당기는 중력이 있습니다. 중력은 무게 곱하기 "g"(9.8과 같음)의 질량 (중량 1은 "m1", 무게 2는 "m2"로 표시)과 같습니다. 따라서 가벼운 무게에 대한 중력은 m1_g이고 무거운 무게에 대한 힘은 m2_g입니다.
가벼운 무게에 작용하는 순 힘을 계산하십시오. 순 힘은 반대 방향으로 당기기 때문에 장력에서 중력을 뺀 것과 같습니다. 즉, 순 힘 = 장력-m1 * g.
더 무거운 무게에 작용하는 순 힘을 계산합니다. 순 힘은 중력에서 장력을 뺀 값과 같으므로 순 힘 = m2 * g-장력입니다. 이 쪽에서는 장력의 방향이 풀리의 반대쪽에 있기 때문에 장력의 방향이 반대 방향이 아니라 질량 곱하기 중력에서 차감됩니다. 이것은 수평으로 배치 된 무게와 줄을 고려하면 의미가 있습니다. 장력은 반대 방향으로 당겨집니다.
방정식의 순 힘을 (인장력-m1_g) 대체합니다. net force = m1_acceleration (Newton의 제 2 법칙은 Force = 질량 * 가속도를 나타냅니다. 가속은 여기부터 "a"로 표시됩니다). 장력-m1_g = m1_a 또는 장력 = m1_g + m1_a.
5 단계의 장력 방정식을 4 단계의 방정식으로 대체합니다. 순 힘 = m2_g-(m1_g + m1_a). 뉴턴의 제 2 법칙에 따르면 Net Force = m2_a입니다. 대입으로 m2_a = m2_g-(m1_g + m1_a).
a: a_ (m1 + m2) = (m2-m1) _g를 풀어서 시스템의 가속도를 구합니다. 즉, 가속도는 두 질량의 차이를 두 질량의 합으로 나눈 9.8 배와 같습니다.