Beschleunigungsrate für zwei hängende Massen in zwei Experimenten

Ich führte ein Experiment durch, bei dem zwei Massen unterschiedlichen Gewichts an einer Schnur befestigt und durch eine Rolle geführt wurden. Der Unterschied zwischen den Massen war 0,025 k G . Die leichtere Masse wurde auf den Boden gezogen, wodurch die schwerere Masse in der Luft schwebte. Wir haben gemessen, wie lange es dauert, bis die schwere Masse den Boden erreicht, nachdem das leichtere Gewicht losgelassen wurde. Die durchschnittliche Beschleunigung des Systems war 0,883 M / S 2 .

Wir haben dann genau das gleiche Verfahren durchgeführt, aber das Gesamtgewicht des Systems verringert. Der Unterschied zwischen den Massen war immer noch 0,025 k G . Die durchschnittliche Beschleunigung für dieses System war 0,922 M / S 2 .

Ich bin neugierig, warum die Beschleunigungsrate (sowohl in der Theorie als auch in der Praxis) für den schwereren Satz von Experimenten langsamer und für den leichteren Satz von Experimenten schneller ist, obwohl der Unterschied zwischen den Massen gleich ist.

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Eine Möglichkeit, sich dies konzeptionell vorzustellen, besteht darin, dass sich die Trägheitsmasse des Systems tatsächlich von der Gravitationsmasse unterscheidet. Das heißt, während die Nettokraft auf die Systeme gleich ist, haben die beiden Systeme eine unterschiedliche Masse und widerstehen daher Geschwindigkeitsänderungen in unterschiedlichem Maße.

Sie ist so fett, dass die Anziehungskraft als WÜRFEL der Entfernung statt des Quadrats aufsteigt.

Nur dass wir in diesem Fall ein zusammengesetztes System betrachten, nicht nur ein einzelnes Objekt.

In Ihrem ersten Fall war die Massendifferenz und damit die effektive schwere Masse des Systems 0,025 k G . Wenn wir dies mit der Schwerkraft multiplizieren, erhalten wir die Nettokraft auf das System.

0,025 k G × 9.81 M / S 2 ≈ 0,2452 N

Dadurch beschleunigte das System auf 0,883 M / S 2 . Jetzt können wir unter Verwendung des zweiten Newtonschen Gesetzes die träge Masse des Systems finden.

M = F A = 0,2452 N 0,883 M / S 2 ≈ 0,2777 k G

Dieses System hat also eine Gesamtmasse von ca 0,2777 k G . Wir könnten auch die Massen der einzelnen Gewichte finden, da wir ihre Summe und Differenz kennen; dies überlasse ich dem Leser als Übung.

Der zweite Fall kann auf die gleiche Weise gelöst werden. Die Massendifferenz und damit die Nettokraft sind in diesem Fall gleich, das einzige, was sich geändert hat, war die Beschleunigung. Daher:

M = F A = 0,2452 N 0,922 M / S 2 ≈ 0,2660 k G

Wie zu sehen ist, war die Gesamtmasse im ersten Fall 0,2777 k G , die in der Tat größer ist als der zweite Fall, der nur hat 0,2660 k G .

Beschleunigungsrate für zwei hängende Massen in zwei Experimenten
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