Какова скорость электровоза, который тянет состав массой 1800 тонн, при силе тока 750 ампер и напряжении 3000 вольт, если коэффициент трения составляет 0,005, а КПД двигателя равен 80%?

Физика 9 класс Электрические машины и их характеристики скорость электровоза состав масса 1800 тонн сила тока 750 ампер напряжение 3000 вольт коэффициент трения 0,005 КПД двигателя 80% Новый

Чтобы найти скорость электровоза, давайте последовательно разберем задачу, используя данные, которые у нас есть. Нам нужно будет рассчитать мощность, которую вырабатывает электровоз, и затем использовать эту мощность для нахождения скорости.

Шаг 1: Рассчитаем мощность, вырабатываемую электровозом.

Мощность (P) можно рассчитать по формуле:

P = U * I

где:

• U - напряжение (3000 вольт)
• I - сила тока (750 ампер)

Подставим значения:

P = 3000 В * 750 А = 2250000 Вт (или 2,25 МВт)

Теперь учитываем КПД двигателя. Поскольку КПД равен 80%, полезная мощность будет:

P_полезная = P * КПД = 2250000 Вт * 0,8 = 1800000 Вт (или 1,8 МВт)

Шаг 2: Рассчитаем силу тяги.

Сила тяги (F) рассчитывается по формуле:

F = m * g * коэффициент трения

где:

• m - масса состава (1800 тонн = 1800000 кг)
• g - ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²)
• коэффициент трения = 0,005

Теперь подставим значения:

F = 1800000 кг * 9,81 м/с² * 0,005 = 88230 Н

Шаг 3: Найдем скорость электровоза.

Теперь мы можем использовать формулу для мощности, которая связывает силу и скорость:

P_полезная = F * v

где v - скорость, которую мы хотим найти. Перепишем формулу для v:

v = P_полезная / F

Подставим значения:

v = 1800000 Вт / 88230 Н ≈ 20,4 м/с

Ответ: Скорость электровоза составляет примерно 20,4 м/с.