Вопрос школьника
Железнодорожный подъем имеет длину 500 м при повышении пути на 1 м. Какова сила тяги электровоза при равномерном движении поезда на подъеме, если масса поезда 400 т, а сила сопротивления движению равна 11,8 кН
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать законы динамики и формулы кинематики.
Согласно первому закону Ньютона, если тело находится в равномерном движении, то сумма всех сил, действующих на него, равна нулю. В данном случае, на поезд действуют две силы: сила тяги и сила сопротивления движению. Следовательно, сумма этих сил должна быть равна нулю:
Fт — Fс = 0,
где Fт — сила тяги, Fс — сила сопротивления движению.
Сила сопротивления движению можно выразить через коэффициент сопротивления качению и наклонную силу:
Fс = kс * m * g * sin(α),
где kс — коэффициент сопротивления качению, m — масса поезда, g — ускорение свободного падения, α — угол наклона пути.
Угол наклона пути можно выразить через длину подъема и высоту подъема:
sin(α) = h / L,
где h — высота подъема, L — длина подъема.
Таким образом, формула для силы сопротивления движению примет вид:
Fс = kс * m * g * h / L.
Подставляя известные значения, получаем:
Fс = 0,25 * 400000 * 9,81 * 1 / 500 = 11,8 кН.
Теперь можем выразить силу тяги:
Fт = Fс = 11,8 кН.
Ответ: сила тяги электровоза при равномерном движении поезда на подъеме равна 11,8 кН.
