Εκπαιδευτική Τεχνολογία Τμήμα Φυσικής Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας g με τη μηχανή του Atwood (δραστηριότητα MBL) Αγγελής Ιωάννης Βρατσάλη Νεφέλη Γιαρματζής Γεώργιος Θεσσαλονίκη, 25 Μαΐου 2004
Λίγα στοιχεία θεωρίας Ο Atwood σκέφτηκε ότι μπορεί να επιβεβαιώσει τον 2ο νόμο του Νεύτωνα και να υπολογίσει την επιτάχυνση της βαρύτητας με μια απλή μηχανή στην οποία δύο σώματα ενώνονται με νήμα μέσω μίας τροχαλίας. Δίπλα φαίνεται η μηχανή που χρησιμοποίησε.
Εξισώσεις κίνησης Το σύστημα περιγράφεται από τις εξισώσεις κίνησης που προκύπτουν από τον 2ο νόμο του Νεύτωνα, λαμβάνοντας θετική την φορά προς τα κάτω. Προσθέτοντας κατά μέλη προκύπτει η επιτάχυνση του συστήματος.
Πειραματική δραστηριότητα Χρησιμοποιήσαμε το περιβάλλον του λογισμικού CoachLab περιγραφή δραστηριότητας διάγραμμα διαστήματος- χρόνου μετρητής του διαστήματος που διήνυσε το σύστημα εικόνα πειραματικής διάταξης
Από τη θεωρία της μηχανής του Atwood η επιτάχυνση του συστήματος δίνεται από τη σχέση : (3) Μετρήσαμε τις μάζες m1 και m2 και βρήκαμε: m1 = 59 gr και m2 = 50 gr. Αντικαθιστώντας στη σχέση παίρνουμε : g =10.49 m/sec2
Δραστηριότητες μαθητών Μελέτη της επιτάχυνσης συστήματος μαζών στη Μηχανή του Atwood με πείραμα MBL. Σε αυτή τη δραστηριότητα θα προσδιορίσουμε τη σχέση μεταξύ των δύο παραγόντων που επηρεάζουν την επιτάχυνση του συστήματος στη μηχανή του Atwood εκτελώντας ένα MBL πείραμα. Στο 1ο μέρος θα εξετάσουμε τη σχέση της διαφοράς των μαζών με την επιτάχυνση αν κρατήσουμε σταθερή τη συνολική μάζα. Στο 2ο μέρος θα εξετάσουμε τη σχέση της συνολικής μάζας με την επιτάχυνση αν κρατήσουμε σταθερή τη διαφορά των μαζών των δύο πλευρών της τροχαλίας. Δραστηριότητα
Σχετικές Συνδέσεις Εφαρμογές applets με παραλλαγές της μηχανής του Atwood http://www.msu.edu/user/brechtjo/physics/atwood/atwood.html (Προσομοίωση της μηχανής του Atwood με τριβή και χωρίς τριβή) http://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester1/c6_inclined_atwood.html (Προσομοίωση της μηχανής του Atwood σε κεκλιμένο επίπεδο) http://physics.bu.edu/~duffy/java/Rotation2.html (Προσομοίωση της μηχανής του Atwood με ροπές)
Πειραματικά αποτελέσματα