Hvordan finne Tension & Acceleration i en trinse
Mange standard fysikk lærebøker omfatter problemer som ber deg om å beregne spenninger og akselerasjon i systemer av massene hengende fra tau som passerer over trinser. Du gjør dette ved å bruke Newtons andre og tredje lov til massene, og med en mindre grei kraft --tension - innenfor tauet. Mens lærebøker vil gi deg en oversikt på beregningene, kan du også vise dem ved å sette opp en Atwood maskin og deretter måle mengdene det er snakk om. Dette er spesielt meningsfylt for spenning, fordi mange studenter finner det vanskelig å forstå i starten.
Bruksanvisning
Akselerasjon
1 Heng trinsen minst 6 fot over bakken med en S-krok. Kutt tauet til riktig lengde slik at når man kan er nær trinse, den andre kan bare hviler på bakken. Delvis fyller maling bokser med sand, med en tyngre enn den andre. Veie dem i kilo. Den større masse er M og den mindre er m. Heng bokser fra tauet med s-kroker.
2 Start tyngre kan så høyt som du kan med den lettere kan like ved bakken. La den tyngre en høst. Mål tiden og avstanden til høsten. Du kan måle tiden med stoppeklokken, eller ved hjelp av en video og videoredigering.
3 Beregn akselerasjonen med formelen a = 2 t / t ^ 2, hvor h er avstanden fra fallet, t er tiden for fall, og a er akselerasjonen.
4 Sammenlign dette akselerasjon til den forventede akselerasjonen for en Atwood maskin. Formelen for den akselerasjon i meter per sekund kvadrerte er a = g (m - M) / (m + M), hvor g er tyngdens akselerasjon konstanten til 9.81 meter pr kvadrat.
Tension
5 Sette opp et system svært lik den foregående, bortsett fra at man henger en skala fra hver ende av tauet, og henge malingsbokser fra vekten. Du må justere taulengder å ta hensyn til lengden på fjærene.
6 Gjenta prosessen for å la tyngre kan falle, men denne gangen, ta spesielt merke til hva vekten lese i løpet av høsten. Igjen, kan du ta en video og hente ut bilder, som du kan blåse opp for å vise skalaen. Hvis du bruker de samme massene som du gjorde i forrige forsøk, vil du allerede vet akselerasjoner. Ellers må du regne dem igjen. Målingene på vekten er spenningene i tauene.
7 Sammenlign målingene på hver side av hjulet. sammenlign også dem til formelen for strekket i tauet av en Atwood maskin. Formelen for denne spenning, T, er T = 2gmM / (m + M).
Hint
- Du trenger kanskje en partner hjelp.