Какая сила, которую оказывает двигатель поезда массой 60 тонн, нужна для его разгона с нулевой скорости до 90 км/ч

Тема вопроса: Расчёт силы, необходимой для разгона поезда

Разъяснение: Для решения данной задачи нам потребуется использовать второй закон Ньютона, который гласит, что сила равна произведению массы на ускорение. Сначала найдём ускорение, зная, что поезд разгоняется от нулевой скорости до 90 км/ч за 2 минуты. Вначале переведём скорость из км/ч в м/с, чтобы привести её к СИ-единицам. Для этого разделим значение 90 на 3,6, получив 25 м/с. Затем переведём время из минут в секунды, умножив его на 60, и получим 120 секунд.

Теперь, используя формулу ускорения (a = (Vf - Vi)/t), где a - ускорение, Vf - конечная скорость, Vi - начальная скорость и t - время, найдём ускорение. В данном случае начальная скорость равна 0 м/с, конечная скорость равна 25 м/с, а время равно 120 секундам. Подставляя значения в формулу, получаем: a = (25 - 0) / 120 = 0,208 м/с².

Далее, используя второй закон Ньютона (F = m * a), где F - сила, m - масса и a - ускорение, найдём силу, необходимую для разгона поезда. Масса поезда равна 60 тонн, что в СИ-единицах составляет 60 000 кг. Подставляя значения в формулу, получаем: F = 60 000 * 0,208 = 12 480 Н.

Демонстрация: Какая сила, которую оказывает двигатель поезда массой 80 тонн, нужна для его разгона с нулевой скорости до 120 км/ч за 3 минуты, с учётом силы трения, равной 25 кН? Запишите ответ, приведя значение.

Совет: Чтобы более легко понять задачу, можно определить начальные и конечные значения, именно нулевую скорость в начале и желаемую скорость в конце разгона, а также преобразовать все единицы измерения в СИ-единицы.

Упражнение: Какая сила, которую оказывает двигатель автомобиля массой 1,2 тонны, нужна для его разгона с нулевой скорости до 60 км/ч за 10 секунд, с учётом силы трения, равной 5 кН? Запишите ответ, приведя значение.