Một đầu tàu hỏa có khối lượng 104
kg khi khởi động trên một đường thẳng và phẳng tạo nên một lực kéo
bằng 104N. Đầu tàu kéo theo hai toa xe, mỗi toa có khối lượng 104
kg. a) Hỏi cả hệ thống sẽ được khởi
động với gia tốc bao nhiêu? b) Tính lực kéo giữa đầu máy với toa thứ nhất, lực kéo giữa toa thứ nhất với
toa thứ hai?
Đáp án:
a. $a = \dfrac{1}{3}m/{s^2}$
b. $\begin{array}{l}
{F_1} = 0,{67.10^4}N\\
{F_2} = 0,{33.10^4}N
\end{array}$
Giải thích các bước giải:
a. Gia tốc của đoàn tàu là:
$\begin{array}{l}
\left( {M + {m_1} + {m_2}} \right)a = F\\
\Rightarrow a = \dfrac{F}{{M + 2m}} = \dfrac{{{{10}^4}}}{{{{10}^4} + {{2.10}^4}}} = \dfrac{1}{3}m/{s^2}
\end{array}$
b. Lực kéo giữa đầu tàu với toa 1 và toa 1 với toa 2 là:
$\begin{array}{l}
Ma = F – {F_1} \Rightarrow {F_1} = F – Ma = {10^4} – {10^4}.\dfrac{1}{3} = 0,{67.10^4}N\\
{m_1}a = {F_1} – {F_2} \Rightarrow {F_2} = {F_1} – {m_1}a = 0,{67.10^4} – {10^4}.\dfrac{1}{3} = 0,{33.10^4}N
\end{array}$