Вопрос школьника
Тепловоз на горизонтальном участке пути длиной 600 м развивает постоянную силу тяги 147 кН. Скорость поезда возрастает при этом от 36 до 54 км/ч. Определите силу сопротивления движению, считая ее постоянной. Масса поезда 1000 т.
Ответ от учителя
Для решения задачи воспользуемся уравнением движения тела:
F = ma
где F — сила, действующая на тело, m — масса тела, a — ускорение тела.
В данном случае, сила тяги тепловоза равна 147 кН, а масса поезда — 1000 т (или 1 000 000 кг). Ускорение можно найти, используя формулу:
a = (v2 — v1) / t
где v1 — начальная скорость, v2 — конечная скорость, t — время движения.
В нашем случае, начальная скорость v1 = 36 км/ч, конечная скорость v2 = 54 км/ч, а расстояние, которое проходит поезд, равно 600 м. Сначала переведем скорости в м/с:
v1 = 36 км/ч = 10 м/с
v2 = 54 км/ч = 15 м/с
Теперь найдем время движения:
t = s / v1
где s — расстояние, которое проходит поезд.
t = 600 м / 10 м/с = 60 с
Теперь можем найти ускорение:
a = (15 м/с — 10 м/с) / 60 с = 0.083 м/с2
Теперь можем найти силу сопротивления движению:
Fсопр = ma — Fтяги
Fсопр = 1 000 000 кг * 0.083 м/с2 — 147 кН = 83 кН — 147 кН = -64 кН
Ответ: сила сопротивления движению равна -64 кН. Знак минус означает, что сила направлена против движения поезда.
