Определите массу состава, который может вести электровоз с ускорением 0,1 м/с2, развивая тяговое усилие 350 кН. Коэффициент трения равен 0,05.
от

1 Ответ

дано:  
тяговое усилие F = 350 кН = 350000 Н  
ускорение a = 0,1 м/с²  
коэффициент трения μ = 0,05  
ускорение свободного падения g ≈ 9,81 м/с²  

найти:  
массу состава m.  

решение:  
1. Сила трения (F_tr) выражается как:  
F_tr = N * μ,  
где N - нормальная сила, равная силе тяжести:  
N = m * g.  
Тогда сила трения будет:  
F_tr = m * g * μ.

2. Для движения состава с заданным ускорением необходимо учитывать, что тяга электровоза должна преодолевать силу трения и обеспечивать необходимое ускорение. Это можно записать как:  
F = F_tr + F_net,  
где F_net - результирующая сила, определяемая по второму закону Ньютона:  
F_net = m * a.

3. Подставляя силы, получаем уравнение:  
F = m * g * μ + m * a.  
Это можно переписать как:  
F = m * (g * μ + a).

4. Теперь выразим массу m:  
m = F / (g * μ + a).

5. Подставляем известные значения:  
m = 350000 Н / (9,81 м/с² * 0,05 + 0,1).  
Сначала вычислим значение в знаменателе:  
g * μ = 9,81 м/с² * 0,05 = 0,4905 м/с².  
Теперь добавим a:  
g * μ + a = 0,4905 м/с² + 0,1 м/с² = 0,5905 м/с².

6. Теперь подставляем в формулу для массы:  
m = 350000 Н / 0,5905 м/с² ≈ 593,23 кг.

ответ:  
Масса состава, который может вести электровоз с указанным ускорением, составляет примерно 593,23 кг.
от