Immaginate una puleggia con una linea drappeggiata sopra esso con due pesi uguali su ogni estremità, dire 5 Newton ciascuno, dove un Newton è l'unità SI per forza. Perché i pesi sono uguali, riequilibrano e non girare la ruota di puleggia. La linea si tira sul lato destro 5 Newton (N), per contrastare la forza gravitazionale sul giusto peso. La linea ugualmente tira su quello di sinistra la stessa quantità. La tensione attraverso la linea quindi è 5N. Se il peso era di meno che 5N, poi quello più pesante cade e si alza quello più leggero. La tensione della linea sarebbe qualcosa di meno di 5N perché un lato non è tirando giù con tanto vigore come prima.
Istruzioni
• Disegnare un diagramma di una puleggia con due pesi appesi fuori entrambi i lati. Questo è noto come una macchina di Atwood, perché George Atwood usato nel XVIII secolo per testare le teorie di Newton della forza ad un tasso più lento, più facilmente misurato di accelerazione di caduta libera. Disegnare un cerchio intorno a due pesi, con le frecce all'interno che indica le due forze che agiscono su ciascuno: tensione T e gravità.
• Scrivere la formula F = ma, dalla seconda legge di Newton, per i due corpi in termini di accelerazione, la tensione T e forza gravitazionale.
Se, ad esempio, i pesi sono 3kg e 5kg, quindi le equazioni sono come segue. Il peso di 3 kg ha una forza netta che agisce su di esso di F = m_1 x un = T - m_1 x g, cui m_1 = 3kg e g è l'accelerazione gravitazionale 9,8 m/sec ^ 2, dove l'accento circonflesso indica elevamento a potenza. L'equazione corrispondente per il peso di 5 kg è F = m_2 x un = m_2 x g - T. nota che T prende un segno meno qui, poiché, per mantenere un positivo, si tiene conto che i 5 kg è sufficiente per girare la ruota di puleggia nella propria direzione.
• Eliminare l'accelerazione dalle due equazioni per risolvere per tensione T. In altre parole, [T - m_1 x g] / m_1 = a = [m_2 x g - T] / m_2. Questo dà T = 2G x m_1 x m_2 / [m_1 + m_2].
Continuando con l'esempio precedente, si ottiene T = 36,75 Newton. Il peso di 3 kg e 5 kg di peso un peso di 3kg * g = 29.4N e 49N rispettivamente. T cade tra di loro, come ci si aspetterebbe.