Les problèmes de machine Atwood impliquent deux poids reliés par une chaîne accrochée sur les côtés opposés d'une poulie. Par souci de simplicité, on suppose que la corde et la poulie sont sans masse et sans frottement, ce qui réduit le problème à un exercice des lois de la physique de Newton. Résoudre le problème de la machine Atwood nécessite que vous calculiez l'accélération du système de poids. Ceci est réalisé en utilisant la deuxième loi de Newton: Force est égale à l'accélération en masse. La difficulté des problèmes de machine Atwood réside dans la détermination de la force de tension sur la corde.

Étiquetez le briquet des deux poids "1" et le plus lourd "2".

Dessinez les flèches émanant de la poids représentant les forces agissant sur eux. Les deux poids ont une force de tension "T" qui tire, ainsi que la force de gravitation qui descend. La force de gravité est égale à la masse (étiquetée "m1" pour le poids 1 et "m2" pour le poids 2) du poids multiplié par "g" (égal à 9,8). Par conséquent, la force gravitationnelle sur le poids le plus léger est m1_g, et la force sur le poids le plus lourd est m2_g.

Calculez la force nette agissant sur le poids le plus léger. La force nette est égale à la force de tension moins la force gravitationnelle, puisqu'ils tirent dans des directions opposées. En d'autres termes, Force nette = Force de tension - m1 * g.

Calculer la force nette agissant sur le poids le plus lourd. La force nette est égale à la force gravitationnelle moins la force de tension, donc Force nette = m2 * g - Force de tension. De ce côté, la tension est soustraite de la masse multipliée par la gravité plutôt que par l'inverse car la direction de la tension est opposée sur les côtés opposés de la poulie. Cela prend tout son sens si l'on considère les poids et les cordes disposés horizontalement - la traction tire dans des directions opposées.

Substituer (force de traction - m1_g) pour la force nette dans l'équation force nette = m1_acceleration (Newton 2ème la loi stipule que Force = masse * accélération, l'accélération sera étiquetée "a" à partir d'ici). Force de tension - m1_g = m1_a ou Tension = m1_g + m1_a.

Remplacez l'équation de tension de l'étape 5 par l'équation de l'étape 4. Force nette = m2_g - (m1_g + m1_a). Par la deuxième loi de Newton, Net Force = m2_a. Par substitution, m2_a = m2_g - (m1_g + m1_a).

Trouver l'accélération du système en résolvant: a_ (m1 + m2) = (m2 - m1) _g, donc a = ((m2 - m1) * g) /(m1 + m2). En d'autres termes, l'accélération est égale à 9,8 fois la différence des deux masses, divisée par la somme des deux masses.