Vad är Atwood-maskinen?

Atwood-maskinen konstruerades för att demonstrera och verifiera vissa rörelser i laboratorieförhållanden. Maskinen är uppkallad efter mannen som uppfann och konstruerade den, pastorn George Atwood. Atwood-maskinen består väsentligen av två massor upphängda från en snöre över en remskiva och används för att visa tillståndet för konstant acceleration som de båda massorna upplever när massorna inte är lika varandra. Idag kallas alla maskiner som är konstruerade på liknande sätt för detta ändamål fortfarande en Atwood-maskin, och maskiner av denna typ används fortfarande ofta i undervisningen för att demonstrera vissa fysiklagar.

Genom att tillämpa Newtons andra rörelselag kan det beräknas att när de två massorna upphängda med en snöre över en remskiva är ojämlika, kommer acceleration att resultera när den större massan faller ner och den mindre massan dras upp och att denna acceleration blir konstant för båda massorna. Det här är vad som skulle äga rum under idealiska förhållanden och tar inte hänsyn till friktion eller tendensen för någon sträng eller tråd att sträcka. Båda dessa faktorer kan beräknas och tas med i alla uppmätta observationer av alla demonstrationer av denna lag med en Atwood-maskin.

Grundkonstruktionen av en Atwood-maskin är enkel. Ett vertikalt stativ med en remskiva monterad på en arm gör att de två massorna kan hängas upp från remskivan med en enda sträng. Remskivan kan monteras på alla sätt, så länge som strängarna hänger vertikalt, men i originalversionen och i de flesta andra maskiner av denna typ är remskivan monterad så att dess axel vilar på och är omgiven av så många som fyra andra hjul, i ett försök att minska friktionen så mycket som möjligt. Varje version av Atwoods maskin kommer också att ha möjlighet att mäta avståndet för varje massa under demonstrationen eller experimentet.

Maskinen tillhandahåller ett sätt för studenter och forskare att bekräfta genom demonstration och bättre förstå Newtons andra rörelselag och andra principer för fysik och mekanik. De två massorna som ska hängas från strängarna, till exempel, kommer inte att röra sig själva så länge de är lika. Att ändra en av massorna så att de inte är lika kommer att resultera i att den ena accelererar uppåt och den andra nedåt, både med en jämn och konstant hastighet som inte ändras oavsett storleken på någon av de två massorna. En mycket stor massa och en mycket liten massa accelererar båda med samma konstanta hastighet som två massor som bara skiljer sig åt något, och denna maskin gör det möjligt att demonstrera detta faktum under laboratorieförhållanden.