Hvad er Atwood-maskinen?

Atwood-maskinen blev konstrueret til at demonstrere og verificere visse bevægelseslove under laboratoriebetingelser. Maskinen er opkaldt efter den mand, der opfandt og konstruerede den, pastor George Atwood. Atwood-maskinen består i det væsentlige af to masser ophængt fra en streng over en remskive og bruges til at vise tilstanden for konstant acceleration, som begge masser oplever, når masserne ikke er ens. I dag kaldes enhver maskine, der er konstrueret på en lignende måde til dette formål, stadig en Atwood-maskine, og maskiner af denne type bruges stadig ofte i undervisningen for at demonstrere visse fysiske love.

Ved at anvende Newtons anden bevægelseslov kan det beregnes, at når de to masser, der er ophængt med en streng over en remskive, er ulige, vil acceleration resultere, når den større masse falder ned, og den mindre masse trækkes op, og at denne acceleration vil være konstant for begge masser. Dette er, hvad der ville finde sted under ideelle forhold og ikke tager højde for friktion eller tendensen fra nogen streng eller tråd til at strække. Begge disse faktorer kan beregnes og indregnes i alle målte observationer af enhver demonstration af denne lov ved hjælp af en Atwood-maskine.

Grundlæggende konstruktion af en Atwood-maskine er enkel. Et lodret stativ med en remskive monteret på en arm gør det muligt at hænge de to masser ud af remskiven med en enkelt streng. Remskiven kan monteres på enhver måde, så længe strengene hænger lodret, men i den originale version og i de fleste andre maskiner af denne type er remskiven monteret, så dens aksel hviler på og er omgivet af så mange som fire andre hjul i et forsøg på at reducere friktion så meget som muligt. Enhver version af Atwoods maskine vil også have midlerne til at måle afstanden, som hver masse har tilbagelagt under demonstrationen eller eksperimentet.

Maskinen giver en måde for studerende og videnskabsmænd til at bekræfte gennem demonstration og bedre forstå Newtons anden bevægelseslov og andre principper for fysik og mekanik. De to masser, der skal hænges fra enderne af strengen, for eksempel, bevæger sig ikke alene, så længe de er lige. Ændring af en af ​​masserne, så de ikke er ens, vil resultere i, at den ene accelererer opad og den anden nedad, både med en lige og konstant hastighed, som ikke ændres uanset størrelsen på en af ​​de to masser. En meget stor masse og en meget lille masse vil begge accelerere i samme konstante hastighed som to masser, der kun adskiller sig lidt, og denne maskine tillader, at dette faktum kan demonstreres under laboratoriebetingelser.