Похожие вопросы
2025-02-14 17:43:14
Какова сила тяги тепловоза, если поезд массой 3000 тонн достиг скорости 54 км/ч за 2 минуты после старта, при коэффициенте трения 0.02?
Физика 11 класс Динамика сила тяги тепловоза масса поезда скорость поезда коэффициент трения физика 11 класс расчет силы тяги движение поезда физические задачи
2025-02-14 17:43:31
Для определения силы тяги тепловоза, необходимо рассмотреть несколько шагов, включая расчёт силы, необходимой для разгона поезда, а также учёт силы трения.
Шаг 1: Переведем скорость в метры в секунду.Скорость поезда 54 км/ч нужно преобразовать в м/с:
- 54 км/ч = 54 * (1000 м / 1 км) / (3600 с / 1 ч) = 15 м/с.
Ускорение можно найти с помощью формулы:
- a = (v - u) / t,
где:
- v - конечная скорость (15 м/с),
- u - начальная скорость (0 м/с),
- t - время (2 минуты = 120 секунд).
Подставим значения:
- a = (15 м/с - 0 м/с) / 120 с = 0.125 м/с².
Масса поезда 3000 тонн равна:
- 3000 тонн = 3000 * 1000 кг = 3,000,000 кг.
Сила, необходимая для разгона, определяется по формуле второго закона Ньютона:
- F1 = m * a,
где:
- F1 - сила, необходимая для разгона,
- m - масса поезда (3,000,000 кг),
- a - ускорение (0.125 м/с²).
Подставим значения:
- F1 = 3,000,000 кг * 0.125 м/с² = 375,000 Н.
Сила трения определяется по формуле:
- F трения = μ * N,
где:
- μ - коэффициент трения (0.02),
- N - нормальная сила, равная весу поезда (N = m * g, где g ≈ 9.81 м/с²).
Сначала найдем нормальную силу:
- N = 3,000,000 кг * 9.81 м/с² ≈ 29,430,000 Н.
Теперь найдём силу трения:
- F трения = 0.02 * 29,430,000 Н ≈ 588,600 Н.
Общая сила тяги тепловоза должна покрывать как силу, необходимую для разгона, так и силу трения:
- F тяги = F1 + F трения = 375,000 Н + 588,600 Н ≈ 963,600 Н.
Ответ: Сила тяги тепловоза составляет примерно 963,600 Н.
