Máquina de Atwood

La máquina de Atwood es una máquina inventada en 1784 por George Atwood como un experimento de laboratorio para verificar las leyes mecánicas del movimiento uniformemente acelerado. La máquina de Atwood es una demostración común en las aulas usada para ilustrar los principios de la Física, específicamente en Mecánica.

La máquina de Atwood consiste en dos masas, y , conectadas por una cuerda inelástica de masa despreciable con una polea ideal de masa despreciable.

  • Cuando , la máquina está en equilibrio neutral sin importar la posición de los pesos.
  • Cuando ambas masas experimentan una aceleración uniforme.

Ecuación para la aceleración uniforme

Diagrama de cuerpo libre de las dos masas suspendidas de la máquina de Atwood

Se puede obtener una ecuación para la aceleración usando análisis de fuerzas. Puesto que se está usando una cuerda inelástica con masa despreciable y una polea ideal con masa despreciable, las únicas fuerzas que se tiene que considerar son: la fuerza tensión () y el peso de las dos masas (). Para encontrar el tenemos que considerar las fuerzas que afectan a cada masa por separado (con el siguiente convenio de signos, suponiendo que , la aceleración es positiva hacia "abajo" -con el mismo sentido de la aceleración de la gravedad - en y hacia "arriba" -con el sentido contrario a la aceleración de la gravedad - en ):

  • fuerzas que afectan a  : (donde y tienen el mismo sentido)
  • fuerzas que afectan a  : (donde y tienen el mismo sentido)

Usando la segunda Ley de Newton del movimiento se puede obtener una ecuación para la aceleración del sistema.

El factor , con , es el número adimensional denominado número de Atwood en honor de George Atwood.

[Nota: Inversamente, la aceleración debida a la gravedad () puede obtenerse cronometrando el movimiento de los pesos y calculando un valor para la aceleración uniforme (): En el diagrama de la figura, si se parte de las masas alineadas y se mide el tiempo en el que se separan las masas una distancia vertical , se cumple que . Entonces: ]


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