Ускорение и сила натяжения в сцепке между вагоном и тепловозом
Какое ускорение α у вагона массой m=25 т, когда его тянет тепловоз массой М=180 т и сила тяги тепловоза Fт=41
Какое ускорение α у вагона массой m=25 т, когда его тянет тепловоз массой М=180 т и сила тяги тепловоза Fт=41 кН? Какова сила натяжения сцепки между тепловозом и вагоном Fк? Не учитывая силу сопротивления, определите значения величин, обозначенных «?».
24.11.2023 16:55
Написать свой ответ:
Объяснение:
Ускорение - это физическая величина, определяющая изменение скорости объекта со временем. Для решения задачи о ускорении вагона, используем второй закон Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на объект, равна произведению его массы на ускорение.
1. Шаг 1: Определение ускорения вагона:
Известно:
- Масса вагона, m = 25 т = 25000 кг
- Масса тепловоза, M = 180 т = 180000 кг
- Сила тяги тепловоза, Fт = 41 кН = 41000 Н
Сумма всех сил, действующих на вагон:
Fсумма = Fт - Fк (сила сопротивления считается нулевой)
Подставляем значения:
Fсумма = 41000 Н - Fк
Сумма всех сил равна произведению массы на ускорение:
Формула: Fсумма = (m + M) * α
Подставляем значения:
41000 Н - Fк = (25000 кг + 180000 кг) * α
Раскрываем скобки:
41000 Н - Fк = 205000 кг * α
2. Шаг 2: Определение силы натяжения в сцепке между тепловозом и вагоном:
Для нахождения силы натяжения Fк, используем второй закон Ньютона:
Формула: Fк = M * α
Подставляем значение массы и ускорения:
Fк = 180000 кг * α
Из уравнения в шаге 1:
41000 Н - Fк = 205000 кг * α
Заменяем Fк на выражение:
41000 Н - 180000 кг * α = 205000 кг * α
Решаем уравнение, находя неизвестную величину α:
41000 Н = 385000 кг * α
α = 41000 Н / 385000 кг
α ≈ 0.1065 м/с^2
Подставим найденное значение ускорения в выражение для Fк:
Fк = 180000 кг * 0.1065 м/с^2
Fк ≈ 19170 Н
Пример:
Учитывая массу вагона, тепловоза и силу тяги тепловоза, найти ускорение вагона и силу натяжения в сцепке.
Совет:
Чтобы лучше понять концепцию ускорения и силы натяжения, рекомендуется изучать законы Ньютона и проконсультироваться с учителем или использовать дополнительные источники информации.
Ещё задача:
У тепловоза массой 120 т есть 5 вагонов массой каждый по 30 т. Какова сила натяжения в сцепке между тепловозом и последним вагоном, если применяется сила тяги 150 кН? Не учитывайте силу сопротивления.