При торможении поезда совершена работа 150000 кДж. На сколько увеличилась внутренняя энергия тормозов, колёс и рельсов на тормозном участке пути?

Когда поезд тормозит, происходит преобразование его кинетической энергии в другие формы энергии, в основном в тепловую энергию, которая увеличивает внутреннюю энергию тормозов, колес и рельсов.

Основной принцип:

Согласно закону сохранения энергии, вся работа, совершенная силами торможения, преобразуется в тепловую энергию. Эта энергия передается тормозным колодкам, колесам и рельсам, вызывая повышение их внутренней энергии.

Дано:

• Работа силы торможения $A = 150\,000 \, \text{кДж}$.

Рассуждение:

Работа $A$, совершаемая при торможении, полностью преобразуется в тепловую энергию (если пренебречь потерями на звук и другие незначительные формы энергии). Таким образом, изменение внутренней энергии тормозов, колес и рельсов равно величине выполненной работы.

Вычисления:

Величина увеличения внутренней энергии системы равна $\Delta U$:

Подставляя значение:

Таким образом, внутренняя энергия тормозов, колес и рельсов на участке торможения увеличилась на 150 000 кДж.

Вывод:

На участке торможения внутренняя энергия тормозов, колес и рельсов увеличилась ровно на величину выполненной работы, то есть на 150 000 кДж.