Вопрос школьника
Трамвай массой 20 т, отходя от остановки, на расстоянии 50 м развивает скорость 8 м/с. Определите силу тяги двигателей трамвая, если коэффициент трения равен 0,036.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать законы Ньютона. Первый закон Ньютона гласит, что тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют силы или сумма действующих на него сил равна нулю. Второй закон Ньютона гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение: F = ma.
В данной задаче трамвай движется с постоянным ускорением, поэтому можно использовать уравнение движения: S = vt + (at^2)/2, где S — пройденное расстояние, v — начальная скорость, t — время движения, a — ускорение.
Из условия задачи известны следующие величины:
масса трамвая m = 20 т = 20000 кг
начальная скорость v = 0 м/с
расстояние до остановки S = 50 м
скорость трамвая при достижении остановки v1 = 8 м/с
коэффициент трения μ = 0,036
Найдем ускорение трамвая:
S = vt + (at^2)/2
50 = 0 + (a*t^2)/2
a = 2*S/t^2 = 2*50/4^2 = 0,625 м/с^2
Теперь найдем силу трения, действующую на трамвай:
Fтр = μ*m*g, где g — ускорение свободного падения, принимаем равным 9,81 м/с^2
Fтр = 0,036*20000*9,81 = 7069,92 Н
Наконец, найдем силу тяги двигателей трамвая:
Fтяги = m*a + Fтр
Fтяги = 20000*0,625 + 7069,92 = 8194,92 Н
Ответ: сила тяги двигателей трамвая равна 8194,92 Н.
