тепловоз на горизонтальном участке пути длиной 600 м развивает постоянную силу тяги 147 кН.

Ответы на вопрос

Отвечает Анохина Анастасия.

Для решения этой задачи используем второй закон Ньютона, а также формулу работы силы тяги. Основная цель — определить силу сопротивления движению, считая её постоянной.

Дано:

Сила тяги $F_{\text{тяги}} = 147 \ \text{кН} = 147000 \ \text{Н}$ .
Скорость увеличивается с 36 до 54 км/ч, что в м/с составляет:
- Начальная скорость $v_1 = 36 \ \text{км/ч} = 10 \ \text{м/с}$ .
- Конечная скорость $v_2 = 54 \ \text{км/ч} = 15 \ \text{м/с}$ .
Длина пути $s = 600 \ \text{м}$ .
Масса поезда $m = 1000 \ \text{т} = 1000000 \ \text{кг}$ .

Шаг 1: Определим ускорение поезда

По формуле работы и энергии:

A = F_{\text{результирующая}} \cdot s

Работа результирующей силы также равна изменению кинетической энергии:

A = \frac{m \cdot v_2^2}{2} - \frac{m \cdot v_1^2}{2}

Шаг 2: Рассчитаем изменение кинетической энергии

\Delta E_k = \frac{m \cdot v_2^2}{2} - \frac{m \cdot v_1^2}{2}

Подставим значения:

\Delta E_k = \frac{1000000 \cdot 15^2}{2} - \frac{1000000 \cdot 10^2}{2}

\Delta E_k = \frac{1000000 \cdot 225}{2} - \frac{1000000 \cdot 100}{2}

\Delta E_k = 112500000 - 50000000 = 62500000 \ \text{Дж}

Шаг 3: Рассчитаем результирующую силу

По формуле работы:

F_{\text{результирующая}} \cdot s = \Delta E_k

F_{\text{результирующая}} = \frac{\Delta E_k}{s} = \frac{62500000}{600} = 104166.67 \ \text{Н}

Шаг 4: Найдём силу сопротивления

Сила тяги $F_{\text{тяги}}$ направлена вперёд, а сила сопротивления $F_{\text{сопр}}$ действует в противоположном направлении. Результирующая сила равна разности этих сил:

F_{\text{результирующая}} = F_{\text{тяги}} - F_{\text{сопр}}

Выразим силу сопротивления:

F_{\text{сопр}} = F_{\text{тяги}} - F_{\text{результирующая}}

Подставим значения:

F_{\text{сопр}} = 147000 - 104166.67 = 42833.33 \ \text{Н}

Ответ:

Сила сопротивления движению составляет приблизительно $F_{\text{сопр}} \approx 42833 \ \text{Н}$ .