一輛 8000 kg 的火車頭牽引著一列由 5 節車廂組成的火車，每節車廂重 2000 kg，沿水平軌道行駛。如果火車頭施加 40000 N 的力，軌道提供 5000 N 的摩擦力，則計算：第一節車廂對第二節車廂的作用力。

這裡給出了火車頭的質量 $m_{engine}=8000\ kg$

每節車廂的質量 $m_{wagon}=2000\ kg$

車廂數量 $=5$

火車頭施加的力 $F=40000\ N$

軌道提供的摩擦力 $f=5000\ N$

因此，淨作用力 $F_{net}=F-f=40000\ N-5000\ N=35000\ N$

總質量 $M_{total}=m_{engine}+m_{wagon}$

或者 $M_{total}=8000\ kg+5\times2000\ kg$

或者 $M_{total}=8000\ kg+10,000\ kg$

或者 $M_{total}=18,000\ kg$

因此，加速度 $a=\frac{F_{net}}{M_{total}}$

$=\frac{35,000\ N}{18,000\ kg}$

或者 $a=1.944\ m/s^2$

因此，第一節車廂對第二節車廂的作用力 = 第二節車廂對第一節車廂的作用力

$=4\times m_{wagon}\times a$

$=4\times2000\ kg.\times1.944\ m/s^2$

$=15,552\ N$

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更新於: 2022年10月10日

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