поезд массой 500 т трогаясь с места на пути в 200 м приобрел скорость 72км/ч. найдите коэффициент трения если сила тяги равна 800кН.
А) изобразите силы, действующие на тело
B) запишите 2-й закон Ньютона в векторной форме
C) запишите 2-й закон Ньютона в скалярной форме (в проекциях)
D) определите силу трения
E) определите ускорение из формулы кинематики
F) определите коэффициент трения
Ответы
Объяснение:
Для решения данной задачи нам нужно использовать фундаментальные уравнения физики, такие как второй закон Ньютона и уравнения кинематики. Начнем с изображения сил, действующих на поезд, и затем перейдем к пошаговому решению.
А) Изображение сил, действующих на поезд:
--- (800 кН) ---> [Поезд] --- (Fтр) --->
Fтяги - сила тяги, Fтр - сила трения
В) Уравнение векторной формы второго закона Ньютона:
ΣF = ma
Где ΣF - сумма всех сил, действующих на объект, m - его масса, a - ускорение.
С) Уравнение в скалярной форме (в проекциях):
Fтяги - Fтр = ma
Здесь Fтяги - сила тяги, Fтр - сила трения, m - масса, a - ускорение.
D) Определение силы трения:
Fтр = Fтяги - ma
Fтр = 800 кН - (500 т * 9.8 м/c^2) = 800000 Н - 4900000 Н = -4100000 Н
Fтр = -4100 кН
Е) Определение ускорения из формулы кинематики:
v^2 = u^2 + 2as
где v - конечная скорость, u - начальная скорость (в данном случае 0), a - ускорение, s - путь
72^2 = 0 + 2a*200
5184 = 400a
a = 5184 / 400 = 12.96 м/c^2
F) Определение коэффициента трения:
Fтр = μN
где μ - коэффициент трения, N - нормальная реакция.
В данном случае N = mg, где m - масса, g - ускорение свободного падения.
Таким образом, μ = Fтр / N = Fтр / (mg) = 4100кН / (500т * 9.8м/с^2) = 0.838
- Итак, коэффициент трения составляет приблизительно 0.838.