Дано: V1 = 54 км/ч = 15 м/с – начальная скорость V2 = 72 км/ч = 20 м/с – конечная скорость S = 2 км = 2000 м – пройденный путь P = 1,2 МВт = 1,2*10^6 Вт – средняя мощность поезда μ = 0,005 – коэффициент трения скольжения
Найти: m – ?
Решение:
Средняя мощность поезда P – это произведение средней скорости Vср на силу тяги поезда F:
Тогда сила тяги поезда:
Пройденный поездом путь выражается так:
Тогда ускорение поезда:
a = 0,04375 м/с²
Сила трения по закону Амонтона-Кулона:
N = m*g – сила реакции опоры для горизонтально движущегося поезда.
По второму закону Ньютона в проекции на направление движения поезда:
η = Aп/Aз
Полезная работа Aп:
Aп = m*g*h
m – масса груза;
g – ускоренеи свободного падения;
h – высота, на которую поднят груз.
Затраченная работа Aз:
Aз = F*s
F – приложенная к рычагу сила к плинному плечу;
s – расстояние, которое конец длинного плеча.
Тогда КПД:
η = (m*g*h) / (F*s)
η = (20 кг * 10 Н/кг * 8 см) / (120 Н * 2 м)
η = (20 кг * 10 Н/кг * 0,08 см) / (120 Н * 2 м)
η ≈ 0,0667 = 6,67 %
ответ: 0,0667 (или 6,67 %)
Это очень маленький КПД для рычага. Возможно, в условии есть опечатка в одной из величин, тогда КПД может стать приемлимым
V1 = 54 км/ч = 15 м/с – начальная скорость
V2 = 72 км/ч = 20 м/с – конечная скорость
S = 2 км = 2000 м – пройденный путь
P = 1,2 МВт = 1,2*10^6 Вт – средняя мощность поезда
μ = 0,005 – коэффициент трения скольжения
Найти:
m – ?
Решение:
Средняя мощность поезда P – это произведение средней скорости Vср на силу тяги поезда F:
Тогда сила тяги поезда:
Пройденный поездом путь выражается так:
Тогда ускорение поезда:
a = 0,04375 м/с²
Сила трения по закону Амонтона-Кулона:
N = m*g – сила реакции опоры для горизонтально движущегося поезда.
По второму закону Ньютона в проекции на направление движения поезда:
m ≈ 731,4 т
ответ: 731,4 т