2019-11-09
Пусть паровоз начинает двигаться из положения, показанного на рис. В этом положении шатун действует на колесо с некоторой силой $F$, направленной влево и проходящей выше точки С. Но так как эта точка является центром, вокруг которого в данный момент вращается колесо, то под действием силы $F$ оно должно поворачиваться против часовой стрелки, т. е. катиться влево. Однако ясно, что паровоз станет двигаться вправо. Почему?
Решение:
Будем для простоты считать, что у паровоза лишь одно ведущее колесо. Пусть сила, с которой пар давит на поршень цилиндра, равна $F$ (рис.). Тогда, если пренебречь небольшим наклоном шатуна, сила, с которой он действует на колесо, также будет равна $F$. Но колесо можно рассматривать как рычаг, точкой опоры которого является точка С. Поэтому в точке В к паровозу приложена сила $F^{ \prime}$, меньшая чем $F$ (ибо ВС > АС). С другой стороны, пар давит не только на поршень, но и на переднюю стенку цилиндра, действуя на нее с силой $F^{ \prime \prime} = F$. Следовательно, на паровоз действует сила $F^{ \prime} < F$, направленная влево, и сила $F^{ \prime \prime} = F$, направленная вправо. Поэтому паровоз станет двигаться вперед.