2026-01-16 21:52:40
На железнодорожную платформу погрузили контейнеры общей массой 5,6 тонн, и давление на рельсы увеличилось на 140 МПа. Какова площадь соприкосновения одного колеса с рельсом, если платформа имеет четыре оси?
Физика 11 класс Давление и его вычисление давление на рельсы площадь соприкосновения колеса физика 11 класс задачи по физике контейнери масса 5,6 тонн железнодорожная платформа оси платформы Новый
2026-01-16 21:52:59
Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу, связывающую давление, силу и площадь. Давление (P) определяется как сила (F), действующая на единицу площади (S):
P = F / S
В данном случае нам известны следующие параметры:
- Общая масса контейнеров (m) = 5,6 тонн = 5600 кг (так как 1 тонна = 1000 кг).
- Увеличение давления (P) = 140 МПа = 140 * 10^6 Па (так как 1 МПа = 10^6 Па).
- Количество осей (n) = 4.
Сначала мы найдем силу (F), действующую на рельсы. Сила равна весу контейнеров, который можно вычислить по формуле:
F = m * g
Где g - ускорение свободного падения, приблизительно равное 9,81 м/с². Подставим известные значения:
F = 5600 кг * 9,81 м/с² = 32996 Н.
Теперь мы знаем, что общая сила, действующая на рельсы, равна 32996 Н. Поскольку платформа имеет 4 оси, эта сила распределяется на каждую ось. Следовательно, сила, действующая на одно колесо (F_колеса), будет:
F_колеса = F / n = 32996 Н / 4 = 8249 Н.
Теперь, зная силу, действующую на одно колесо, мы можем найти площадь соприкосновения одного колеса с рельсом. Используем формулу давления:
P = F_колеса / S_колеса
Перепишем это уравнение, чтобы найти площадь:
S_колеса = F_колеса / P.
Теперь подставим известные значения:
S_колеса = 8249 Н / (140 * 10^6 Па) = 0,00005821 м².
Теперь преобразуем это значение в более удобные единицы, например, в квадратные сантиметры:
S_колеса = 0,00005821 м² * 10000 см²/м² = 0,5821 см².
Таким образом, площадь соприкосновения одного колеса с рельсом составляет примерно 0,5821 см².