Vì sao kéo một toa tàu giữa đoàn cần tính lực nối ở cả hai phía?

Giải thích nguyên lý

Toa ở giữa nhận lực kéo từ phía trước nhưng cũng phải kéo toa phía sau, nên lực nối trước không chỉ dùng gia tốc riêng nó. Hai lực nối trên cùng toa thường khác độ lớn khi cả đoàn tăng tốc. Chỉ dùng một lực nối có thể bỏ mất một tương tác.

Ví dụ tính từng bước

Ba toa nhẹ hóa thành các khối trên ray nhẵn, mỗi toa 1 kg, kéo toa đầu bằng 6 N. Gia tốc chung 2 m/s². Dây giữa toa 2 và 3 căng 2 N; dây giữa toa 1 và 2 căng 4 N. Riêng toa giữa chịu 4 N tiến và 2 N lùi, hợp lực 2 N.

Điểm dễ hiểu sai

Hai lực nối tác dụng lên toa giữa không phải một cặp lực–phản lực của cùng tương tác. Mỗi lực có phản lực trên toa khác.

Tự kiểm tra

Kiểm toa đầu: 6 − 4 = 2 N; toa cuối: 2 N, đều cho gia tốc 2 m/s².

Điều kiện áp dụng

Dây nhẹ không giãn, ray nhẵn, chỉ xét tịnh tiến và các toa đã nối căng.

Đọc hình minh họa

Ba toa nối dây, lực kéo 6 N ở đầu; ghi lực nối 4 N và 2 N cùng sơ đồ riêng của toa giữa. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Định luật II Newton viết dưới dạng vectơ thế nào Cô lập vật trước khi giải bài lực như thế nào