Mesin Atwood
Selesaikan percepatan a dan tegangan tali T untuk dua massa tergantung. Termasuk rumus terlihat dan solusi langkah demi langkah.
Rumus utama
a = g|m2-m1|/(m1+m2), T = 2 m1 m2 g/(m1+m2)
Bagaimana cara menyelesaikan mesin Atwood?
Untuk mesin Atwood ideal, a = g|m₂ − m₁|/(m₁ + m₂) dan T = 2 m₁ m₂ g /(m₁ + m₂). Massa yang lebih berat akan turun. Tegangan tali sama di seluruh tali dan nilainya berada di antara kedua berat. Gunakan nilai g dari soal (biasanya 9,8 m/s²).
Tentang alat ini
Selesaikan percepatan a dan tegangan tali T untuk dua massa tergantung. Halaman ini menampilkan rumus, satuan, dan solusi langkah demi langkah agar setiap nilai bisa dicek.
Cara menggunakan kalkulator ini
- Pilih peubah yang ingin Anda selesaikan dan pastikan nilai mana yang sudah diketahui.
- Masukkan input dalam satuan yang konsisten sebelum menghitung.
- Periksa apakah hasilnya masuk akal secara fisika dengan membandingkannya dengan input.
- Gunakan uraian langkah demi langkah untuk melihat bagaimana rumus disusun dan dihitung.
Contoh terkerjakan
Contoh 1: 1,0 kg dan 3,0 kg
Dengan g = 9,8 m/s², a = 9,8|3−1|/(1+3) = 4,9 m/s². T = 2(1)(3)(9,8)/4 = 14,7 N. Massa 3,0 kg turun. Periksa: T = 1(9,8+4,9) = 14,7 N pada massa yang lebih ringan.
Contoh 2: massa sama
m₁ = m₂ = 2,0 kg, g = 9,8. Maka a = 0 dan T = mg = 19,6 N. Sistem dalam kesetimbangan; setiap massa tergantung diam atau bergerak dengan kecepatan tetap jika sebelumnya sudah bergerak.
Contoh 3: mencari m₂ dengan a = 2,45 m/s²
m₁ = 2,0 kg, a = 2,45 m/s², g = 9,8, dengan m₂ lebih berat. m₂ = m₁(g+a)/(g−a) = 2,0(9,8+2,45)/(9,8−2,45) = 24,5/7,35 ≈ 3,333 kg. Periksa: a = 9,8|3,333−2,0|/(5,333) ≈ 2,45 m/s².
Pertanyaan yang sering diajukan
Berapa tegangan tali pada mesin Atwood?
T = 2 m₁ m₂ g /(m₁ + m₂). Ekuivalen dengan T = m_ringan(g + a) = m_berat(g − a). Tegangan sama di sepanjang tali ideal.
Mengapa tegangan tidak sama dengan mg?
Setiap massa mengalami percepatan, sehingga gaya netonya tidak nol. Untuk massa yang turun, mg − T = ma; untuk yang naik, T − mg = ma. Nilai T berada di antara kedua berat.
Apa yang terjadi jika kedua massa sama?
Maka a = 0 dan T = mg. Sistem tidak mulai bergerak dipercepat dari diam; gerakan sebelumnya (jika ada) berlanjut dengan kecepatan tetap.
Apakah massa katrol atau gesekan diperhitungkan?
Tidak. Kalkulator ini memodelkan mesin Atwood ideal pada fisika pengantar: katrol tanpa massa dan tanpa gesekan, serta tali ringan yang tidak mulur. Katrol laboratorium nyata memerlukan suku inersia rotasi tambahan.