Question

Lokomotywa wjeżdża na górę ciągnąc wagon. Wówczas:

A. lokomotywa ciagnie wagon w przód silniej niż wagon lokomotywę w tył
B. lokomotywa ciagnie wagon taką samą siłą, jak wagon lokomotywę w tył
C. wagon w ogóle nie ciągnie lokomotywy, ponieważ nie ma silnika

D. lokomotywa ciągnie wagon w przód mniejszą siłą niz wagon w tył

Prosze o uzasadnienie. ;)

Answer 1

Odp B)

 

Lokomotywa ciagnie wagon taką samą siłą, jak wagon lokomotywę w tył gdyż wynika to z 3-ciej zasady dynamiki Newtona:

Oddziaływania ciał są zawsze wzajemne. Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają takie same wartości, taki sam kierunek, przeciwne zwroty i różne punkty przyłożenia (każda działa na inne ciało).

"ciągnie" oznacza, że działa jakąś siłą, że występuje pewna "akcja", na którą (zgodnie z III zasadą d. N. pojawia się "reakcja" .... a stąd wniosek, że równie dobrze można powiedzieć, że to wagon "ciągnie" lokomotywę.

 

Te siły są tylko równe, ale się nie równoważą. Lokomotywa wywiera tu na wagon siłę "sprawczą", po to aby pokonać siłę tarcia wagonu + składową siły ciężkości wagonu styczną do toru ruchu w górę. Reakcja wagonu na tą siłę pojawia się automatycznie. Wagon nie zjeżdża w dół, bo to siły "oporu" wagonu są reakcją na siłę "ciągu" lokomotywy a nie odwrotnie.

 

 Z drugiej zasady d. N. wynika ponadto, że jeśli ciało stoi w miejscu lub porusza się ruchem JEDNOSTAJNYM PROSTOLINIOWYM to widocznie wypadkowa sił działających na dane ciało jest równa zero. (Sile ciągu lokomotywy przeciwstawia się suma sił oporów działających na ta lokomotywę wzdłuż toru ruchu, a sile z jaką lokomotywa ciągnie wagon przeciwstawia się suma sił oporów działająca wyłącznie na ten wagon)