Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4562
2017-10-27 
Паровоз тянет вверх по уклону поезд массой 1000 т с постоянной скоростью 8 м/сек. Определить развиваемую паровозом мощность, если коэффициент сопротивления 0,003 и тангенс угла уклона равен 0,009.
Решение:
Мощность паровоза можно определить, пользуясь формулой
$N = F_{тяги} v$,
где $F_{тяги}$ — сила тяги паровоза, направление которой совпадает с направлением движения поезда; v — скорость поезда.
Для определения силы тяги необходимо найти силы, препятствующие движению поезда, т. е. силу сопротивления $F_{тр} = kF_{2}$ и скатывающую силу $F_{1}$. Сила же нормального давления $F_{2}$, как и скатывающая сила $F_{1}$, обусловлена только действием силы жести поезда. Из рис. видно, что $F_{1}$ и $F_{2}$ будут равны:
$F_{1} = P \sin \alpha = mg \cos \alpha$.
и
$F_{2} = P \cos \alpha = mg \cos \alpha$.
Умножая $F_{2}$ на коэффициент сопротивления $k$, найдем, что
$F_{тр} = kmg \cos \alpha$
Так как силы $F_{тр}$ и $F_{1}$ имеют одно и то же направление, противоположное движению поезда, то сила тяги паровоза будет
$F_{тяги} = F_{тр} + F_{1} = mg (k \cos \alpha + \sin \alpha)$.
Подставляя значение $F_{тяги}$ в уравнение $N = F_{тяги} v$, получим
$N = mg (k \cos \alpha + \sin \alpha) v$.
Подставляя численные значения $P, k, \sin \alpha = tg \alpha = 0,009, \cos \alpha \approx 1, v$, найдем
$N = 10^{6} кг \cdot 9,8 м/сек^{2} (0,003 + 0,009) 8 м/сек \approx 9,4 \cdot 10^{6} вт = 940 квт$.
Паровоз тянет вверх по уклону поезд массой 1000 т с постоянной скоростью 8 м/сек. Определить развиваемую паровозом мощность, если коэффициент сопротивления 0,003 и тангенс угла уклона равен 0,009.
Решение:
Мощность паровоза можно определить, пользуясь формулой
$N = F_{тяги} v$,
где $F_{тяги}$ — сила тяги паровоза, направление которой совпадает с направлением движения поезда; v — скорость поезда.
Для определения силы тяги необходимо найти силы, препятствующие движению поезда, т. е. силу сопротивления $F_{тр} = kF_{2}$ и скатывающую силу $F_{1}$. Сила же нормального давления $F_{2}$, как и скатывающая сила $F_{1}$, обусловлена только действием силы жести поезда. Из рис. видно, что $F_{1}$ и $F_{2}$ будут равны:
$F_{1} = P \sin \alpha = mg \cos \alpha$.
и
$F_{2} = P \cos \alpha = mg \cos \alpha$.
Умножая $F_{2}$ на коэффициент сопротивления $k$, найдем, что
$F_{тр} = kmg \cos \alpha$
Так как силы $F_{тр}$ и $F_{1}$ имеют одно и то же направление, противоположное движению поезда, то сила тяги паровоза будет
$F_{тяги} = F_{тр} + F_{1} = mg (k \cos \alpha + \sin \alpha)$.
Подставляя значение $F_{тяги}$ в уравнение $N = F_{тяги} v$, получим
$N = mg (k \cos \alpha + \sin \alpha) v$.
Подставляя численные значения $P, k, \sin \alpha = tg \alpha = 0,009, \cos \alpha \approx 1, v$, найдем
$N = 10^{6} кг \cdot 9,8 м/сек^{2} (0,003 + 0,009) 8 м/сек \approx 9,4 \cdot 10^{6} вт = 940 квт$.
