Định luật thứ hai của Newton phát biểu rằng lực tác dụng lên một vật liên quan trực tiếp đến gia tốc. Định luật này được xây dựng dưới dạng F = mxa, trong đó F = lực, a = gia tốc và m = khối lượng của đối tượng đang chuyển động. Về mặt máy của Atwood, một lực bằng sự chênh lệch của các trọng lượng được treo sẽ làm gia tốc tổng khối lượng, m1 + m2.
Đối với hai khối lượng treo trên một máy Atwood, gia tốc là số như nhau, theo Siêu phản vệ học của Đại học Bang Georgia. Nếu một trong hai khối lượng m2 lớn hơn khối lượng còn lại m1 thì hệ gia tốc theo phương tính bằng m2. Lực thực được cho bởi Fnet = m2 x trọng lực - m1 x trọng lực, là hiệu số của hai quả nặng. Gia tốc được cho bởi lực thuần chia cho tổng khối lượng (m1 + m2). Như vậy, a = ((m2-m1) x g) /(m1 + m2). Hệ thống giả định có ma sát và khối lượng ròng rọc không đáng kể.
Quy luật chuyển động có nghĩa là khi tăng một lực tác dụng lên một vật chuyển động thì gia tốc sẽ tăng lên, với điều kiện khối lượng của vật đó không đổi. Nếu lực không đổi, nhưng khối lượng tăng lên thì vật đó giảm tốc. Do đó, khối lượng và gia tốc có quan hệ tỷ lệ nghịch với nhau.
