Давайте разберем задачу по шагам.

А) Изображение сил, действующих на поезд:

• Сила тяжести (mg) - направлена вниз, где m - масса поезда.
• Сила нормальной реакции (N) - направлена вверх, равна по величине силе тяжести в стационарном положении.
• Сила тяги (T) - направлена вперед, создается локомотивом при разгонке поезда.
• Сила сопротивления (F_r) - направлена назад, возникает из-за трения и сопротивления воздуха.

На схеме можно изобразить эти силы следующим образом:

• Сила тяжести (mg) и сила нормальной реакции (N) направлены вертикально вниз и вверх соответственно.
• Сила тяги (T) направлена вправо.
• Сила сопротивления (F_r) направлена влево.

В) Сравнение этих сил, используя различные длины векторов:

При сравнении сил мы можем использовать длину векторов для визуального представления их величины. Например:

• Сила тяжести (mg) и сила нормальной реакции (N) будут равны, если поезд находится в состоянии покоя или движется равномерно.
• Сила тяги (T) обычно будет больше силы сопротивления (F_r) во время разгона.

Таким образом, длина вектора тяги должна быть больше, чем длина вектора сопротивления.

С) Расчет ускорения поезда массой 20 т при разбеге, если равнодействующая сил составляет 50 кН:

Для расчета ускорения воспользуемся вторым законом Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение:

1. Переведем массу поезда из тонн в килограммы: 20 т = 20000 кг.
2. Равнодействующая сила (F) составляет 50 кН, что равно 50000 Н.
3. По формуле второго закона Ньютона: F = m * a, где F - равнодействующая сила, m - масса, a - ускорение. Подставим известные значения:

50000 Н = 20000 кг * a

1. Теперь выразим ускорение (a):
2. a = 50000 Н / 20000 кг = 2.5 м/с².

Таким образом, ускорение поезда составляет 2.5 м/с².