Электровоз движется с постоянной скоростью 46,8 км/ч. Сила тока, потребляемая электровозом из сети напряжением 3000 В, равна 1200 А. КПД двигателя электровоза 78 %. Какую силу тяги развивает двигатель электровоза?

Чтобы определить силу тяги, которую развивает двигатель электровоза, нам нужно воспользоваться формулой мощности, а затем перевести полученную мощность в силу тяги с учетом скорости электровоза.

Дано:

• Скорость электровоза $v = 46,8$ км/ч.
• Напряжение сети $U = 3000$ В.
• Сила тока $I = 1200$ А.
• КПД двигателя $\eta = 78\% = 0{,}78$.

Шаг 1: Перевод скорости в метры в секунду

Сначала переведем скорость в метры в секунду, так как для дальнейших расчетов скорость должна быть в системе СИ.

Шаг 2: Вычисление полной мощности, потребляемой электровозом

Полная мощность $P_\text{полн}$, потребляемая из сети, рассчитывается по формуле:

Подставим значения:

Шаг 3: Определение полезной мощности двигателя

Из-за КПД двигателя не вся мощность превращается в полезную работу. Полезная мощность $P_\text{полезная}$, направленная на движение, вычисляется как:

Подставим значения:

Шаг 4: Нахождение силы тяги

Теперь, зная полезную мощность и скорость, можем найти силу тяги $F$. Она рассчитывается по формуле:

Выразим силу тяги:

Подставим значения:

Ответ:

Сила тяги, развиваемая двигателем электровоза, составляет приблизительно 216 000 Н.