Какова сила тяги локомотива, который тянет железнодорожный состав массой 1200 тонн, если за 100 секунд состав, начав с состояния покоя, прошел 1 километр, а коэффициент трения колес о дорогу равен 0.005?

Физика 11 класс Динамика сила тяги локомотива железнодорожный состав масса 1200 тонн скорость 1 км за 100 сек коэффициент трения 0.005 Новый

Для решения задачи о силе тяги локомотива, давайте разобьем процесс на несколько шагов.

Шаг 1: Определим массу состава в килограммах.

• Масса состава = 1200 тонн = 1200 * 1000 кг = 1200000 кг.

Шаг 2: Найдем ускорение состава.

• Состав прошел 1 километр (1000 метров) за 100 секунд.
• Используем формулу для перемещения при равномерном ускорении: S = (a * t^2) / 2, где S - путь, a - ускорение, t - время.
• Перепишем формулу для нахождения ускорения: a = 2S / t^2.
• Подставим значения: a = 2 * 1000 м / (100 с)^2 = 2 * 1000 / 10000 = 0.2 м/с².

Шаг 3: Рассчитаем силу, необходимую для ускорения состава.

• Согласно второму закону Ньютона, F = m * a, где F - сила, m - масса, a - ускорение.
• Подставим значения: F = 1200000 кг * 0.2 м/с² = 240000 Н.

Шаг 4: Найдем силу трения.

• Сила трения рассчитывается по формуле: Fтр = μ * N, где μ - коэффициент трения, N - нормальная сила.
• В нашем случае нормальная сила равна весу состава: N = m * g, где g ≈ 9.81 м/с².
• Подставим значения: N = 1200000 кг * 9.81 м/с² = 11772000 Н.
• Теперь найдем силу трения: Fтр = 0.005 * 11772000 Н = 58860 Н.

Шаг 5: Рассчитаем общую силу тяги локомотива.

• Сила тяги должна преодолеть силу трения и обеспечить ускорение состава: Fтяги = F + Fтр.
• Подставим значения: Fтяги = 240000 Н + 58860 Н = 298860 Н.

Ответ: Сила тяги локомотива составляет 298860 Н.