Яку середню потужність тепловоза можна визначити, якщо поїзд масою 2000 тон при прискоренні 0,2 м/с² досягає потрібної

Яку середню потужність тепловоза можна визначити, якщо поїзд масою 2000 тон при прискоренні 0,2 м/с² досягає потрібної швидкості за 1 хвилину, а коефіцієнт опору руху дорівнює 0,005?
Буран

Буран

Щоб визначити середню потужність тепловоза, спочатку знайдемо силу, яка потрібна для руху поїзда. Сила, що приводить поїзд в рух, рівна сумі сил, які діють на нього, зокрема, тяговій силі і силі опору руху.

Тягова сила може бути визначена за другим законом Ньютона: F=ma, де F - сила, m - маса тіла, a - прискорення тіла.

В даному випадку, маса поїзда дорівнює 2000 тон (або 2000000 кг), а прискорення дорівнює 0,2 м/с².

Тому, тягова сила дорівнює:

F=ma=(2000000кг)(0,2м/с²)=400000Н

Далі, врахуємо силу опору руху. Формула для цього випадку: Fоп=kFN, де Fоп - сила опору руху, k - коефіцієнт опору руху, FN - нормальна сила.

Нормальна сила дорівнює масі поїзда помноженій на прискорення вільного падіння (g9,8м/с²):

FN=mg=(2000000кг)(9,8м/с²)=19600000Н

Підставимо значення в формулу і отримаємо силу опору руху:

Fоп=(0,005)(19600000Н)=98000Н

Нарешті, середня потужність тепловоза може бути обчислена як добуток сили на швидкість:

P=Fv

Де P - потужність, F - сила (тягова сила - сила опору руху), v - швидкість.

Але нам не дана швидкість, ми знаємо час, за який поїзд досягає потрібної швидкості, а також, що цей час дорівнює 1 хвилині (або 60 секунд).

Щоб знайти швидкість, використаємо формулу прискореного руху: v=u+at, де u - початкова швидкість, a - прискорення, t - час.

Оскільки початкова швидкість дорівнює 0, маємо:

v=0+(0,2м/с²)(60с)=12м/с

Тепер можемо обчислити потужність:

P=Fv=(400000Н98000Н)(12м/с)=3024000Вт

Отже, середня потужність тепловоза становить 3024000 Вт.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello