Question

Маневренный тепловоз массой 100т тянет два вагона массой по 50т каждый с ускорением 0,1 м/с². Найти силу тяги тепловоза и силу натяжения сцепок, если коэффициент сопротивления движению равен 0,006 Помогите с рисунком. Какие силы, где и почему нужно расставлять? mg N понимаю, а F к чему будет? Только к тепловозу? А в уравнения её для вагонов учитывать? А T тут нужно? В общем, вы меня поняли. Чем больше объяснений, тем лучше​

Answer 1

Решение на фотографии

Answer 2

Хорошо, давайте разберемся в этой задаче более подробно и постараемся объяснить все шаги.

Для начала, давайте обозначим несколько величин:

• Масса тепловоза: m_тепловоза = 100 т (тонн)
• Масса одного вагона: m_вагона = 50 т (тонн)
• Ускорение: a = 0,1 м/с²
• Коэффициент сопротивления движению: k = 0,006

Также нам понадобятся следующие физические величины:

• Ускорение свободного падения (гравитационная постоянная): g ≈ 9,81 м/с²
• Сила тяжести (вес): F_тяжести = m * g

Теперь давайте составим свободную телеграмму (силы, действующие на систему тепловоз + 2 вагона). Мы будем рассматривать только вертикальные силы, так как по условию нет наклона плоскости движения. Обозначим силу тяги тепловоза как F_тяги, а силу натяжения сцепок между вагонами как F_натяжения.

1. Тепловоз: Сила тяги направлена вперед (в положительном направлении движения тепловоза).

   F_тяги - F_сопротивления - F_тяжести_тепловоза = m_тепловоза * a

Где:

• F_сопротивления = k * (возможно, относительная) скорость (эта сила направлена против направления движения и зависит от скорости)
• F_тяжести_тепловоза = m_тепловоза * g

2. Вагоны: На каждый вагон действуют следующие силы:
   • Сила натяжения сцепки со следующим вагоном (F_натяжения) направлена вперед (в положительном направлении движения поезда).
   • Сила сопротивления движению вагонов (F_сопротивления_вагона) направлена против направления движения поезда.
   • Сила тяжести для каждого вагона (F_тяжести_вагона) направлена вниз.

Для первого вагона: F_натяжения - F_сопротивления_вагона - F_тяжести_вагона = m_вагона * a

Для второго вагона: F_натяжения - F_сопротивления_вагона - F_тяжести_вагона = m_вагона * a

Где:

• F_сопротивления_вагона = k * (возможно, относительная) скорость вагона (эта сила направлена против направления движения и зависит от скорости)
• F_тяжести_вагона = m_вагона * g

Теперь у нас есть два уравнения для каждого из вагонов и одно уравнение для тепловоза, что позволяет нам рассчитать силу тяги тепловоза и силу натяжения сцепок.

Чтобы найти решение, мы должны знать скорость движения поезда (или хотя бы относительные скорости между тепловозом, вагонами и землей), чтобы определить силу сопротивления движению. Также, чтобы рассчитать ускорение a, может понадобиться дополнительная информация о том, как быстро система приходит к установившейся скорости.

Как только будет предоставлена дополнительная информация о скорости, мы сможем рассчитать значения силы тяги тепловоза и силы натяжения сцепок. Также рассчитаем необходимую силу торможения тепловоза, чтобы прийти к установившейся скорости и поддерживать поезд в движении с постоянной скоростью.