Sådan Find Spænding & Acceleration i et trissesystem

Spændingen i rebet af en trisse system, må aldrig overstige dens styrke begrænsninger. hlehnerer / iStock / Getty Images

Mange standard fysik lærebøger omfatter problemer, der beder dig om at beregne spændinger og acceleration i systemer af masserne hængende fra tove passerer over remskiver.Det gør du ved at anvende Newtons anden og tredje love til masserne, og med en mindre ligetil kraft --tension - inden rebet.Mens lærebøger vil give dig nedslidt om beregningerne, kan du også vise dem ved at oprette en Atwood maskine og derefter måle de pågældende mængder.Dette er især mening for spændinger, fordi mange studerende har svært ved at fatte i første omgang.

hvad du har brug

  • 40 fod på 1/4-inch flettet nylonreb
  • Fem 2-tommer forkromet s-kroge
  • One2-inch solid øje remskive
  • Stopur
  • To forår skalaer, der kan håndtere mindst 5 pounds
  • To tomme maling dåser
  • Sand
  • Målebånd
  • Valgfrit: Enhed, der optager digital video

Acceleration

  • Hang remskiven mindst 6 fødder fra jorden ved hjælp af en s-krog.Skær rebet til den rigtige længde, s

    åledes at når man kan er tæt på remskiven, er den anden kan bare hviler på jorden.Delvist fylde malerdåser med sand, med et tungere end den anden.Vejes i kg.Den større masse er M og den mindre er m.Hæng dåserne fra reb med s-kroge.

  • Start tungere kan så højt som du er i stand med den lettere kan bare fra jorden.Lad tungere et fald.Mål tid og afstand af efteråret.Du kan måle den tid med stopuret, eller ved hjælp af en video og video-redigeringssoftware.

  • Beregn accelerationen med formlen a = 2h / t ^ 2, hvor h er afstanden af ​​efteråret, t er tidspunktet for efteråret, og a er accelerationen.

  • Sammenlign dette acceleration til den forventede acceleration for en Atwood maskine.Formlen for acceleration i meter per sekund kvadreret er en = g (m - M) / (m + M), hvor g er tyngdeaccelerationen konstant 9,81 meter per sekund potens.

Tension

  • Oprette et system meget lig den foregående, bortset fra at du vil hænge en skala fra hver ende af rebet, og hænge maling dåser fra vægten.Du bliver nødt til at justere reb længder til at redegøre for længden af ​​fjedrene.

  • Gentag processen for at lade tungere kan falde, men denne gang, tage særlige efterretning, hvad skalaer læst i løbet af efteråret.Igen, kan du tage en video og ekstrakt rammer, som du kan blæse op for at vise skalaen.Hvis du bruger de samme masserne, som du gjorde i det foregående eksperiment, vil du allerede kender de accelerationer.Ellers bliver du nødt til at beregne dem igen.Aflæsningen på de skalaer er spændingerne i rebene.

  • Sammenlign aflæsninger på hver side af remskiven.Også sammenligne dem med formlen for spændingen i tovet af Atwood maskine.Formlen for denne spænding, T, er T = 2gmM / (m + M).

Tips & amp;Advarsler

  • Du kan bruge en partners hjælp.
30
0
1
Kollegium