Etvuda iekārta

Spēku diagramma masām, kas iekārtas Etvuda iekārtā

Etvuda iekārta ir eksperimentāla iekārta ar kuru pārbaudīt Ņūtona likumus ar konstantu paātrinājumu. Ideāla Etvuda iekārta sastāv no diviem objektiem ar masām $m_{1}$ un $m_{2}$, kuras savienotas ar neizstiepjamu, bezmasas diegu pār ideālu bezmasas trīsi. Šajā iekārtā abas masas paātrinās vienādi. Ja abas masas ir vienādas, iekārta atrodas līdzsvarā.

Iekārtu 1776. gadā izgudroja Džordžs Etvuds.

Vienādojums vienmērīgam paātrinājumam

Paātrinājuma vienādojumu var iegūt, ja analizē spēku diagrammu. Ideālā Etvuda iekārtā vienīgie spēki ir sastiepuma spēks ($T$) un abu ķermeņu smaguma spēki ($m_{1}g$ un $m_{2}g$). Lai atrastu paātrinājumu, jāapskata uz atsevišķām masām darbojošies spēki. Tiek pieņemts, ka $m_{1}>m_{2}$, masai $m_{1}$ pozitīvo virzienu pieņem uz leju un masai $m_{2}$ pozitīvo virzienu pieņem uz augšu, tad izpildās vienādojumu sistēma:

Spēki, kas darbojas uz m1:

$m_{1}a=m_{1}g-T$

Spēki, kas darbojas uz m2:

$m_{2}a=T-m_{2}g$

Izsakot sastiepuma spēku $T$ un ievietojot otrā vienādojumā, iegūst:

$m_{1}a+m_{2}a=m_{1}g-m_{2}g$

Izsakot paātrinājumu:

$a=g{\frac {m_{1}-m_{2}}{m_{1}+m_{2}}}$

Vienādojums sastiepuma spēkam

Lai iegūtu sastiepuma spēku $T$, var iegūto paātrinājumu aizvietot kādā no oriģinālajām izteiksmēm un izteikt $T$.

$m_{1}g{\frac {m_{1}-m_{2}}{m_{1}+m_{2}}}=m_{1}g-T$

Izsakot $T$:

$T={\frac {2gm_{1}m_{2}}{m_{1}+m_{2}}}$