Hva er Atwood-maskinen?

Atwood-maskinen ble konstruert for å demonstrere og verifisere visse bevegelseslover under laboratorieforhold. Maskinen er oppkalt etter mannen som oppfant og konstruerte den, pastoren George Atwood. Atwood-maskinen består hovedsakelig av to masser hengende fra en streng over en remskive og brukes til å vise tilstanden til konstant akselerasjon som begge massene opplever når massene ikke tilsvarer hverandre. I dag kalles en hvilken som helst maskin konstruert på lignende måte for dette formålet en Atwood-maskin, og maskiner av denne typen brukes fremdeles ofte i undervisningen for å demonstrere visse fysiske lover.

Ved å anvende Newtons andre bevegelseslov, kan det beregnes at når de to massene som er hengt opp med en streng over en remskive er ulik, vil akselerasjon bli ettersom den større massen faller ned og den mindre massen trekkes opp og at denne akselerasjonen vil være konstant for begge massene. Dette er hva som ville funnet sted under ideelle forhold og ikke tar hensyn til friksjon eller tendensen til noen streng eller ledning til å strekke seg. Begge disse faktorene kan beregnes og tas med i alle målte observasjoner av enhver demonstrasjon av denne loven ved bruk av en Atwood-maskin.

Den grunnleggende konstruksjonen av en Atwood-maskin er enkel. Et vertikalt stativ med en remskive montert på en arm gjør at de to massene kan henges opp fra remskiven med en enkelt streng. Remskiven kan monteres på alle måter, så lenge strengene henger loddrett, men i originalversjonen og i de fleste andre maskiner av denne typen, er remskiven montert slik at akselen hviler på og er omgitt av så mange som fire andre hjul, i et forsøk på å redusere friksjonen så mye som mulig. Enhver versjon av Atwoods maskin vil også ha midler til å måle avstanden som tilbys av hver masse under demonstrasjonen eller eksperimentet.

Maskinen gir en måte for studenter og forskere å bekrefte gjennom demonstrasjon og bedre forstå Newtons andre bevegelseslov og andre prinsipper for fysikk og mekanikk. De to massene som skal henges fra endene av strengen, for eksempel, vil ikke bevege seg alene så lenge de er like. Å endre en av massene slik at de ikke er like, vil føre til at den ene akselererer oppover og den andre nedover, både med en lik og konstant hastighet som ikke endres uansett størrelse på en av de to massene. En veldig stor masse og en veldig liten masse vil begge akselerere med samme konstante hastighet som to masser som bare skiller seg litt ut, og denne maskinen gjør det mulig å demonstrere dette faktum under laboratorieforhold.