Cos'è la macchina Atwood?
La macchina Atwood è stata costruita per dimostrare e verificare determinate leggi di movimento in condizioni di laboratorio. La macchina prende il nome dall'uomo che l'ha inventata e costruita, il reverendo George Atwood. La macchina Atwood consiste essenzialmente di due masse sospese da una corda sopra una puleggia e viene utilizzata per mostrare lo stato di accelerazione costante sperimentata da entrambe le masse quando le masse non sono uguali tra loro. Oggi, qualsiasi macchina costruita in modo simile per questo scopo è ancora chiamata Macchina Atwood, e macchine di questo tipo sono ancora comunemente usate nell'insegnamento per dimostrare alcune leggi della fisica.
Applicando la seconda legge del moto di Newton, si può calcolare che quando le due masse sospese da una corda sopra una puleggia sono disuguali, l'accelerazione si tradurrà quando la massa più grande cade e la massa più piccola viene tirata su e che questa accelerazione sarà costante per entrambe le masse. Questo è ciò che accadrebbe in condizioni ideali e non tiene conto dell'attrito o della tendenza di qualsiasi filo o filo ad allungarsi. Entrambi questi fattori possono essere calcolati e presi in considerazione in qualsiasi osservazione misurata di qualsiasi dimostrazione di questa legge usando una macchina Atwood.
La costruzione di base di una macchina Atwood è semplice. Un supporto verticale con una puleggia montata su un braccio consente alle due masse di essere sospese alla puleggia da una singola corda. La puleggia può essere montata in qualsiasi modo, purché le corde penzolino verticalmente, ma nella versione originale e nella maggior parte delle altre macchine di questo tipo, la puleggia è montata in modo che il suo asse poggi e sia circondato da ben altre quattro ruote, nel tentativo di ridurre il più possibile l'attrito. Qualsiasi versione della macchina di Atwood avrà anche i mezzi per misurare la distanza percorsa da ciascuna massa durante la dimostrazione o l'esperimento.
La macchina offre agli studenti e agli scienziati un modo per confermare attraverso la dimostrazione e comprendere meglio la seconda legge di Newton sul movimento e altri principi di fisica e meccanica. Le due masse da appendere alle estremità della corda, ad esempio, non si muoveranno da sole finché saranno uguali. La modifica di una delle masse in modo che non siano uguali comporterà un'accelerazione verso l'alto e l'altra verso il basso, sia a una velocità uguale che costante che non cambia indipendentemente dalle dimensioni di una delle due masse. Una massa molto grande e una massa molto piccola accelereranno entrambe alla stessa velocità costante di due masse che differiscono solo leggermente, e questa macchina consente di dimostrare questo fatto in condizioni di laboratorio.