Uns poderiam dizer que a máquina a vapor foi inventada por Richard Trevithick (...). A verdade é que Richard Trevithick só teve a ideia de associar o mecanismo de máquinas a vapor com a locomotiva sobre trilhos de ferro.

Antes dele, houve muitas descobertas que conduziram para chegar-se a primeira locomotiva a vapor. Em seguida a eles, a máquina a vapor teve um dos maiores desenvolvimentos na idade moderna, cujo resultado foi a Revolução Industrial.

Em segundo plano, a locomotiva a vapor pode ter traçado seu caminho desde 1698, quando um homem chamado Thomas Savery pensou em usar o vapor para "bombear" o carvão para fora das minas. Esta máquina ainda não era completa, mas já apontava na direção do desenvolvimento da primeira máquina a vapor de "verdade", inventada por Thomas Newcomen. A primeira ideia revolucionária veio em 1763 por James Watt. Ele projetou um caminho cilíndrico para que dentro, um pistão, pudesse ir e voltar; uma haste para este pistão e esse conjunto foi chamado virabrequim.

Na figura temos um esquema simplificado da máquina a vapor e do virabrequim numa locomotiva. A figura corresponde ao momento no qual o vapor encontra-se á esquerda do pistão do centro do cilindro.

No instante indicado na figura, o ponto P encontra-se em uma vertical com o eixo da roda motriz a uma distância r do centro da mesma. A pressão do vapor dentro do cilindro é p, a área do pistão é A e o raio da roda motriz é R. Pode-se desprezar a massa do mecanismo do virabrequim e do pistão, bem como da roda motriz.

Em função dos dados do problema, a opção que representa a força de tração (F) nesse mecanismo, que move o trem é: