Os problemas da máquina de Atwood envolvem dois pesos conectados por uma corda pendurada em lados opostos de uma polia. Para simplificar, presume-se que a corda e a polia não têm massa nem atrito, reduzindo, portanto, o problema a um exercício das leis da física de Newton. Resolver o problema da máquina de Atwood requer que você calcule a aceleração do sistema de pesos. Isso é conseguido usando a 2ª lei de Newton: Força é igual a massa vezes aceleração. A dificuldade dos problemas da máquina Atwood reside na determinação da força de tensão na corda.
Desenhe setas emanando dos pesos que representam as forças que atuam sobre eles. Ambos os pesos têm uma força de tensão "T" puxando para cima, bem como a força gravitacional puxando para baixo. A força da gravidade é igual à massa (rotulada como "m1" para o peso 1 e "m2" para o peso 2) do peso vezes "g" (igual a 9,8). Portanto, a força gravitacional no peso mais leve é m1_g, e a força no peso mais pesado é m2_g.
Calcule a força resultante atuando no peso mais leve. A força resultante é igual à força de tensão menos a força gravitacional, uma vez que eles puxam em direções opostas. Em outras palavras, Força líquida = Força de tensão - m1 * g.
Calcule a força resultante atuando no peso mais pesado. A força resultante é igual à força gravitacional menos a força de tensão, então Força líquida = m2 * g - Força de tensão. Neste lado, a tensão é subtraída da massa vezes a gravidade, e não o contrário, porque a direção da tensão é oposta nos lados opostos da polia. Isso faz sentido se você considerar os pesos e o barbante dispostos horizontalmente - a tensão puxa em direções opostas.
Substitua (força de tensão - m1_g) pela força resultante na equação força líquida = m1_aceleração (a 2ª lei de Newton afirma que Força = massa * aceleração; aceleração será rotulada como "a" daqui em diante). Força de tensão - m1_g = m1_a, ou Tensão = m1_g + m1_a.
Substitua a equação pela tensão da Etapa 5 na equação da Etapa 4. Força líquida = m2_g - (m1_g + m1_a). Pela 2ª lei de Newton, Força Líquida = m2_a. Por substituição, m2_a = m2_g - (m1_g + m1_a).
Encontre a aceleração do sistema resolvendo para a: a_ (m1 + m2) = (m2 - m1) _g, então a = ((m2 - m1) * g) / (m1 + m2). Em outras palavras, a aceleração é igual a 9,8 vezes a diferença das duas massas, dividida pela soma das duas massas.