Question

На горизонтальній ділянці електровоз розвиває силу тяги 345 кН. Визначте коефіцієнт тертя коліс об рейки під час руху товарного поїзда масою 1300т, якщо на ділянці шляху 300 м швидкість його руху зросла від 36 до 43,2 км/год.

Answer 1

Відповідь: ≈0,019

Пояснення:

Answer 2

Для вирішення цього завдання ми можемо скористатися другим законом Ньютона:

ΣF = m·a

Де: ΣF - сила, що діє на систему (у нашому випадку, це сила тяги мінус сила тертя коліс об рейки); m - маса системи (товарний поїзд); a - прискорення системи.

Ми можемо перевести швидкість з км/год до м/с:

36 км/год = 10 м/с 43,2 км/год = 12 м/с

Прискорення (a) можна обчислити, використовуючи формулу:

a = (v - u) / t

Де: v - кінцева швидкість (12 м/с); u - початкова швидкість (10 м/с); t - час, за який змінилася швидкість (в нашому випадку, t = 300 м / 12 м/с = 25 с).

a = (12 м/с - 10 м/с) / 25 с = 0.08 м/с²

Тепер ми можемо записати рівняння руху:

ΣF = m·a

Тертя коліс об рейки (Fтертя) можна виразити як:

Fтертя = ΣF - Fтяги

Fтяги = 345 кН = 345000 Н (переведено до СІ)

Fтертя = 345000 Н - ΣF

Ми можемо знайти ΣF, використовуючи рівняння:

ΣF = m·a

ΣF = (1300 т)·(0.08 м/с²) ΣF = 104 т·м/с²

Тепер можемо обчислити тертя коліс об рейку:

Fтертя = 345000 Н - 104 т·м/с² Fтертя = 345000 Н - 104000 Н Fтертя = 241000 Н

Тертя коліс об рейку складає 241000 Н.

Коефіцієнт тертя коліс об рейку (μ) можна виразити як відношення тертя до сили, що притискає колеса до рейки:

μ = Fтертя / Fпритискання

Fпритискання можна виразити як масу, помножену на прискорення вільного падіння (9.8 м/с²):

Fпритискання = m·g

Fпритискання = (1300 т)·