Question

電氣化鐵路的輸電線常用圖示的方式懸掛在鋼纜上。鋼纜的A端固定在電桿上，B端通過滑輪組連接在電桿C上。
（1）配重D是n個(gè)混凝土圓盤（圖中只畫出3個(gè)），每個(gè)盤的質(zhì)量是m。按圖示的配置，鋼纜在B端所受的拉力大約是多少?
（2）如果只考慮B端的牢固性，本來可以把它直接固定在電桿C上，也可以用一個(gè)很硬的大彈簧連接B和C。實(shí)際上卻用滑輪組來連接，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是什么?

Answer 1

（1）F=3nmg，因?yàn)閯?dòng)滑輪右側(cè)的一條鋼纜與他左側(cè)的三條鋼纜承受相同的力，而左側(cè)每條鋼纜受的力是nmg。
（2）機(jī)車運(yùn)行中，拾電器會(huì)把輸電線向上托起。如果使用兩端固定的鋼纜，懸線會(huì)因此松弛，輸電線將左右搖擺，有可能脫離拾電器造成斷電事故。使用滑輪組可以保證輸電線的高度變化時(shí)鋼纜始終保持緊張狀態(tài)。如果用彈簧代替滑輪組，情況好于兩端固定的鋼纜，但鋼纜的緊張程度仍隨彈簧的長(zhǎng)度有較大的變化，而且不易確定鋼纜的最佳長(zhǎng)度。