O que é a máquina Atwood?
A Atwood Machine é um dispositivo que demonstra os princípios básicos de aceleração e dinâmica. Você verá principalmente máquinas Atwood em laboratórios e salas de aula da Física.Consiste em dois objetos com massas diferentes que pendem verticalmente de uma polia sem atrito que tem uma massa muito pequena e insignificante.Esta máquina ajuda a demonstrar as leis mecânicas do movimento com aceleração constante e ilustra os principais princípios da mecânica clássica.
Estrutura da máquina Atwood
A máquina Atwood é um dispositivo muito comum em laboratórios de física. Sua estrutura é bastante simples (porque ela contém apenas 2-3 componentes). Esta máquina é tipicamente composta por uma corda, uma polia e um sistema de massas. A máquina Atwood mais básica consiste em dois objetos conectados por um cabo leve e inextensível que passa sobre uma polia (que não é atrito). Abaixo está um diagrama simplificado de uma típica máquina Atwood:
A representação diagramática da máquina Atwood.
Atwood Máquina em laboratórios
Como mencionado anteriormente, uma máquina Atwood é uma visão comum em laboratórios e aulas de física. A imagem acima foi uma representação diagramática da máquina, mas agora, vamos dar uma olhada no verdadeiro negócio:
(Crédito da foto: Iskolaellátó.hu)
O Homem Atrás da Máquina Atwood
A máquina de Atwood, o arranjo de roda de polia constituído por duas massas diferentes, tem o nome de George Atwood, um matemático inglês no século XVIII. Ele foi um tutor no Trinity College, Cambridge e inventou a máquina em 1784.
Significado da máquina Atwood
A máquina Atwood prova ser bastante útil na compreensão e demonstração das leis do movimento acelerado e alguns outros conceitos relacionados. As leis do movimento de Newton, por exemplo, podem ser facilmente demonstradas pela máquina Atwood em um laboratório.
Como você pode imaginar, quando os dois objetos na máquina são de massa igual, o sistema estará em equilíbrio e nenhum movimento de qualquer tipo ocorrerá. No entanto, se houver uma diferença muito pequena em suas massas, sua aceleração será pequena e, como tal, pode ser facilmente medida. Isto é o que torna a máquina Atwood bastante útil para determinar a aceleração devido à gravidade (g).
A aceleração de dois corpos pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Com uma experiência de Atwood modificada, você também pode demonstrar a terceira lei do movimento. Imaginemos que você tenha uma massa suspensa anexada a uma corda que atravessa uma polia para um carrinho em uma trilha plana, conforme ilustrado abaixo.
Uma experiência modificada de Atwood.
Esta configuração demonstra claramente a terceira lei do movimento, ou seja, para cada ação, há uma reação igual e oposta. Por exemplo, considere o peso do carrinho e a massa suspensa (objeto), que é o resultado da atração gravitacional da Terra no carrinho e na massa. O outro fator neste sistema é a Terra, que está sendo puxada para cima em direção ao carrinho e a massa.
Da mesma forma, você também pode demonstrar a primeira e segunda leis do movimento usando a máquina Atwood.
Referências:
- Kenyon College
- Universidade de La Salle
- Universidade Stony Brook, Nova Iorque
- Universidade Estadual do Texas
- Universidade da Universidade de Boston
