Atwood-machineproblemen hebben betrekking op twee gewichten die zijn verbonden door een touwtje dat aan weerszijden van een katrol is gehangen. Eenvoudigheidshalve wordt aangenomen dat de snaar en de katrol massaloos en wrijvingsloos zijn, waardoor het probleem wordt teruggebracht tot een oefening in de natuurwetten van Newton. Om het Atwood-machineprobleem op te lossen, moet u de versnelling van het systeem van gewichten berekenen. Dit wordt bereikt met behulp van de 2e wet van Newton: kracht is gelijk aan massa maal versnelling. De moeilijkheid van Atwood-machineproblemen ligt in het bepalen van de spankracht op de snaar.
Teken pijlen die afkomstig zijn van de gewichten die de krachten vertegenwoordigen die erop werken. Beide gewichten hebben een trekkracht "T" die omhoog trekt, evenals de zwaartekracht die naar beneden trekt. De zwaartekracht is gelijk aan de massa (aangeduid met "m1" voor gewicht 1 en "m2" voor gewicht 2) van het gewicht maal "g" (gelijk aan 9,8). Daarom is de zwaartekracht op het lichtere gewicht m1_g en de kracht op het zwaardere gewicht is m2_g.
Bereken de netto kracht die op het lichtere gewicht werkt. De netto kracht is gelijk aan de trekkracht minus de zwaartekracht, omdat ze in tegengestelde richting trekken. Met andere woorden, Netto kracht = Spankracht - m1*g.
Bereken de netto kracht die op het zwaardere gewicht inwerkt. De netto kracht is gelijk aan de zwaartekracht minus de trekkracht, dus Netto kracht = m2*g - Spankracht. Aan deze kant wordt de spanning afgetrokken van de massa maal de zwaartekracht in plaats van andersom, omdat de richting van de spanning tegenovergesteld is aan weerszijden van de katrol. Dit is logisch als je kijkt naar de gewichten en het touw die horizontaal zijn aangelegd - de spanning trekt in tegengestelde richtingen.
Vervang (spankracht - m1_g) door de netto kracht in de vergelijking netto kracht = m1_versnelling (de 2e wet van Newton stelt dat Kracht = massa * versnelling; acceleratie zal vanaf nu met "a" worden aangeduid). Spankracht - m1_g = m1_a, of Spanning = m1_g + m1_a.
Vervang de vergelijking voor spanning uit stap 5 in de vergelijking uit stap 4. Netto kracht = m2_g - (m1_g + m1_a). Volgens de 2e wet van Newton is nettokracht = m2_a. Door vervanging, m2_a = m2_g - (m1_g + m1_a).
Vind de versnelling van het systeem door op te lossen voor a: a_(m1 + m2) = (m2 - m1)_g, dus a = ((m2 - m1)*g) / (m1 + m2). Met andere woorden, de versnelling is gelijk aan 9,8 maal het verschil van de twee massa's, gedeeld door de som van de twee massa's.