„Atwood“ mašinos problemos apima du svorius, sujungtus virvele, pakabinta priešingose skriemulio pusėse. Manoma, kad paprastumo dėlei virvelė ir skriemulys yra be masės ir be trinties, todėl problemą sumažina iki Niutono fizikos dėsnių pratimo. Norint išspręsti „Atwood“ mašinos problemą, reikia apskaičiuoti svorio sistemos pagreitį. Tai pasiekiama naudojant 2-ąjį Niutono dėsnį: jėga lygi masės ir pagreičio koeficientui. „Atwood“ mašinos problemų sunkumas yra nustatant įtempimo jėgą ant stygos.
Nubraukite rodykles, kylančias iš svorių, vaizduojančių jas veikiančias jėgas. Abiejų svarmenų tempimo jėga „T“ traukiasi į viršų, taip pat traukos jėga traukiasi žemyn. Sunkio jėga yra lygi masės (pažymėta „m1“ 1 svoriui ir „m2“ 2 svoriui) svorio ir „g“ (lygi 9,8) masei. Todėl gravitacinė jėga lengvesniam svoriui yra m1_g, o didesnio svorio jėga yra m2_g.
Apskaičiuokite grynąją jėgą, veikiančią mažesnį svorį. Grynoji jėga yra lygi tempimo jėgai, atėmus gravitacijos jėgą, nes jie traukia priešingomis kryptimis. Kitaip tariant, grynoji jėga = įtempimo jėga - m1 * g.
Apskaičiuokite grynąją jėgą, veikiančią didesnį svorį. Grynoji jėga lygi gravitacinei jėgai, atėmus įtempimo jėgą, todėl grynoji jėga = m2 * g - įtempimo jėga. Šioje pusėje įtampa atimama iš masės ir gravitacijos, o ne atvirkščiai, nes įtempimo kryptis yra priešinga priešingose skriemulio pusėse. Tai prasminga, jei atsižvelgsite į svorius ir virveles, išdėstytus horizontaliai - įtempimas traukiasi priešingomis kryptimis.
Grynosios jėgos lygtyje pakaitalas (tempimo jėga - m1_g) grynoji jėga = m1_ pagreitis (2-asis Niutono dėsnis teigia, kad jėga = masė * pagreitis; pagreitis nuo šiol bus pažymėtas „a“). Įtempimo jėga - m1_g = m1_a, arba Įtampa = m1_g + m1_a.
5 žingsnio įtampos lygtį pakeiskite 4 žingsnio lygtimi. Grynoji jėga = m2_g - (m1_g + m1_a). Pagal 2-ąjį Niutono dėsnį grynoji jėga = m2_a. Pakeitus, m2_a = m2_g - (m1_g + m1_a).
Raskite sistemos pagreitį, spręsdami a: a_ (m1 + m2) = (m2 - m1) _g, taigi a = ((m2 - m1) * g) / (m1 + m2). Kitaip tariant, pagreitis yra lygus 9,8 karto dviejų masių skirtumui, padalytam iš dviejų masių sumos.