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Comment trouver la tension et l'accélération dans un système de poulie

Beaucoup de manuels de physique standard incluent des problèmes qui vous demandent de calculer la tension et l'accélération dans les systèmes de masses suspendues à des cordes passant sur des poulies. Vous faites cela en application des deuxième et troisième lois de Newton pour les masses, et comprenant un --tension de force moins simple - au sein de la corde. Bien que les manuels vous donnera l'aperçu sur les calculs, vous pouvez également en faire la démonstration en mettant en place la machine d'un Atwood, puis en mesurant les quantités en question. Cela est particulièrement significative pour la tension, car beaucoup d'étudiants ont du mal à saisir au premier abord.


Sommaire

  • Accélération
  • Tension
  • Conseils & avertissements

    • Choses que vous devez

    • 40 pieds de corde en nylon tressé 1/4 pouces
    • Cinq plaqué 2 pouces chrome S-crochets
    • Une poulie de Solid Eye 2 pouces



    • Chronomètre
    • Deux balances à ressort qui peut gérer au moins £ 5




    • Deux pots de peinture vides



    • Sable
    • Mètre ruban
    • En option: Dispositif qui enregistre la vidéo numérique

    Accélération

    1. Accrochez la poulie au moins 6 pieds du sol en utilisant une s-crochet. Couper la corde à la bonne longueur de telle sorte que quand on le peut est proche de la poulie, l'autre boîte est simplement posée sur le sol. Remplir partiellement les boîtes de peinture avec du sable, avec une plus lourd que l'autre. Peser en kilogrammes. La plus grande masse est M et le plus petit est m. Suspendez les boîtes de la corde avec le S-crochets.

    2. Démarrez le plus lourd peut aussi haut que vous êtes en mesure avec le briquet peut juste à côté de la terre. Laissez le plus lourd chute. Mesurer le temps et la distance de chute. Vous pouvez mesurer le temps avec le chronomètre, ou en utilisant un logiciel de montage vidéo et la vidéo.

    3. Calculer l'accélération de la formule a = 2h / t ^ 2, où h est la distance de chute, t est le temps de chute, et a est l'accélération.

    4. Comparez cette accélération de l'accélération attendue de la machine d'un Atwood. La formule de l'accélération en mètres par seconde carré est a = g (m - M) / (m + M), où g est la constante d'accélération gravitationnelle de 9,81 mètres par seconde au carré.

    Tension

    1. Mettre en place un système très semblable à la précédente, sauf que vous allez accrocher une échelle de chaque extrémité de la corde, et accrocher les pots de peinture à partir des échelles. Vous aurez besoin d'ajuster les longueurs de corde pour tenir compte de la longueur des ressorts.

    2. Répétez le processus de laisser le plus lourd peut tomber, mais cette fois, prendre note spéciale de ce que les échelles lus pendant l'automne. Encore une fois, vous pouvez prendre une vidéo et extraire les cadres, que vous pouvez sauter à montrer l'ampleur. Si vous utilisez les mêmes masses que vous avez fait dans l'expérience précédente, vous saurez déjà les accélérations. Sinon, vous aurez besoin de les recalculer. Les lectures sur les échelles sont les tensions dans les cordes.

    3. Comparer les lectures de chaque côté de la poulie. Les comparer également à la formule de la tension dans la corde de la machine d'un Atwood. La formule pour cette tension, T, T = est 2gmM / (m + M).

    Conseils & Avertissements

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