一台质量为 $2000\,\mathrm{kg}$ 的火车机车将一节质量为 $500\,\mathrm{kg}$ 的货车厢沿直轨道向上推。如图 3 所示，轨道与水平面成 $\theta$ 角，其中 $\sin\theta=\frac{1}{14}$。机车产生大小为 $3050\,\mathrm{N}$ 的恒定驱动力。货车厢受到大小为 $100\,\mathrm{N}$ 的恒定运动阻力，机车受到大小为 $200\,\mathrm{N}$ 的恒定运动阻力。机车与货车厢由连接装置相连，将该装置视为平行于轨道的轻杆。

求

(i) 系统的加速度，

(ii) 连接装置对货车厢施加的力的大小。

把机车与车厢作为整体，连接杆的力作为内力消去。沿斜面向上为正，阻力与重力分量均向下。

Let the acceleration up the track be $a$. For the complete system,

Using $\sin\theta=1/14$ and $g=9.8$,

Hence the acceleration is $\boxed{0.400\,\mathrm{m\,s^{-2}}}$ up the track.

单独研究车厢。连接杆向上推车厢，需同时克服车厢自身的阻力和重力分量，并使其加速。

Let the coupling force on the truck be $C$ up the track. For the truck alone,

Substituting the result from (i),

也可以研究机车。车厢通过连接杆对机车施加大小相同、方向向下的反作用力。

For the engine alone, taking up the track as positive,

Using $a=0.4$,