Co je Atwood Machine?
Stroj Atwood byl zkonstruován za účelem demonstrace a ověření určitých zákonů pohybu za laboratorních podmínek. Stroj je pojmenován pro muže, který jej vynalezl a postavil, reverend George Atwood. Stroj Atwood sestává v podstatě ze dvou hmot zavěšených na provázku přes řemenici a používá se k zobrazení stavu konstantního zrychlení, k němuž dochází u obou hmot, když se hmoty navzájem nesrovnají. Dnes je jakýkoli stroj konstruovaný podobným způsobem pro tento účel stále nazýván strojem Atwood a stroje tohoto typu se stále používají ve výuce k demonstraci určitých fyzikálních zákonů.
Použitím Newtonova druhého zákona pohybu lze vypočítat, že když jsou dvě hmoty zavěšené strunou na kladce nerovnoměrné, dojde ke zrychlení, protože větší hmota klesne a menší hmota se vytáhne a že toto zrychlení bude konstantní pro obě masy. To by se dělo za ideálních podmínek a nebere v úvahu tření nebo tendenci jakéhokoli provázku nebo drátu natahovat. Oba tyto faktory lze spočítat a započítat do jakýchkoli měřených pozorování jakékoli demonstrace tohoto zákona pomocí stroje Atwood.
Základní konstrukce stroje Atwood je jednoduchá. Svislý stojan s kladkou namontovanou na rameni umožňuje, aby obě hmoty byly zavěšeny z řemenice jediným řetězcem. Řemenici lze namontovat jakýmkoli způsobem, pokud struny visí svisle, ale v původní verzi a ve většině ostatních strojů tohoto typu je řemenice namontována tak, aby její náprava spočívala na a je obklopena až čtyřmi dalšími kola, ve snaze co nejvíce snížit tření. Každá verze Atwoodova stroje bude mít také prostředky k měření vzdálenosti ujeté každou hmotou během demonstrace nebo experimentu.
Stroj poskytuje studentům a vědcům způsob, jak prostřednictvím demonstrace potvrdit a lépe porozumět Newtonovu druhému zákonu o pohybu a dalším principům fyziky a mechaniky. Například dvě masy, které mají být zavěšeny na koncích struny, se nebudou pohybovat samy o sobě, pokud budou stejné. Změna jedné z hmot tak, aby nebyly stejné, povede k tomu, že jedna zrychlí vzhůru a druhá dolů, a to při stejné a konstantní rychlosti, která se nezmění bez ohledu na velikost jedné z těchto dvou hmot. Velmi velká hmota i velmi malá hmota zrychlí stejnou konstantní rychlostí jako dvě hmoty, které se liší jen nepatrně, a tento stroj umožňuje tuto skutečnost demonstrovat v laboratorních podmínkách.