С какой постоянной скоростью ехал поезд, если за t = 30 мин в печи его двигателя сгорело m = 180 кг древесного угля? Сила тяги двигателя F = 50 кН, а его КПД 11 = 30%. Удельная теплота сгорания древесного угля q = 34 МДж/кг. Ответ выразите в м/с, округлив до десятичной дроби.

Физика 9 класс Законы сохранения энергии поезд постоянная скорость физика 9 класс сила тяги КПД древесный уголь удельная теплота расчет скорости физические задачи Энергия механика Новый

Ответ:

Скорость поезда составила примерно 0.02 м/с.

Объяснение: Начнем с расчета количества энергии, полученной от сгорания древесного угля. Энергия Q рассчитывается по формуле:

Q = m * q

• где m = 180 кг (масса древесного угля),
• q = 34 МДж/кг = 34 * 10^6 Дж/кг (удельная теплота сгорания древесного угля).

Теперь подставим значения:

Q = 180 * 34 * 10^6 = 6.12 * 10^6 Дж.

Следующим шагом найдем полезную работу, произведенную двигателем с учетом его КПД. Полезная работа W_полезная рассчитывается по формуле:

W_полезная = η * Q

• где η = 30% = 0.3 (коэффициент полезного действия).

Подставим значения:

W_полезная = 0.3 * 6.12 * 10^6 = 1.836 * 10^6 Дж.

Теперь рассчитаем работу, выполненную поездом. Работа определяется как сила тяги, умноженная на расстояние:

W = F * d.

Сила тяги F равна 50 кН, что в ньютонах будет:

F = 50 * 10^3 Н.

Чтобы найти расстояние, пройденное поездом за 30 минут, сначала переведем время в секунды:

t = 30 мин = 30 * 60 = 1800 с.

Теперь можем найти расстояние d:

d = W_полезная / F = 1.836 * 10^6 / (50 * 10^3) = 36.72 м.

Теперь мы можем вычислить скорость поезда. Скорость v рассчитывается по формуле:

v = d / t.

Подставляем значения:

v = 36.72 / 1800 ≈ 0.0204 м/с.

Округляя до десятичной дроби, получаем:

v ≈ 0.02 м/с.

Таким образом, поезд двигался с постоянной скоростью около 0.02 м/с.