Lokomotywa na odcinku poziomym drogi o długości 500m wytwarza siłę ciągu 12000N. Prędkość początkowa zwiększa się od 36 do 54 km/h. Wyznaczyć siłe oporu traktując ją jako stałą, jeżeli masa pociągu równa się 1200 ton.

Lokomotywa na odcinku poziomym drogi o długości 500m wytwarza siłę ciągu 12000N. Prędkość początkowa zwiększa się od 36 do 54 km/h. Wyznaczyć siłe oporu traktując ją jako stałą, jeżeli masa pociągu równa się 1200 ton.
Odpowiedź

Najpierw zamieńmy prędkości z km/h na m/s: [latex] v_p = 36 [km/h] = 10 [m/s] [/latex] [latex] v_k = 54 [km/h] = 15 [m/s] [/latex] Teraz tak, na siłę działa siła ciągu [latex] F [/latex], ale działa też jakaś (załóżmy że stała), siła oporu [latex] F_{op} [/latex]. Siła wypadkowa wynosi: [latex] F_{wyp} = F - F_{op} [/latex], dodatkowo z II zasady dynamiki Newtona wiemy, że: [latex] F_{wyp} = ma [/latex] Więc: [latex] a = frac{F_{wyp}}{m} = frac{ F - F_{op}}{m} [/latex] Teraz zostaje nam tylko wyliczyć przyspieszenie "a": [latex] v_k = v_p + at [/latex] czyli [latex] at = v_k - v_p [/latex], więc: [latex] S = v_p t + frac{at^2}{2} = v_p t + frac{ (at) cdot t}{2} = v_p t + frac{ (v_k - v_p)t}{2} = frac{(v_k + v_p)t}{2} [/latex] Więc: [latex] t = frac{2S}{v_k + v_p} = frac{2cdot 500}{10+15} = 40 [s] [/latex] Więc: [latex] a = frac{v_k - v_p}{t} = frac{15-10}{40} = frac{1}{8} [m/s^2] [/latex] Więc: [latex] frac{1}{8} = frac{ F - F_{op}}{m} = frac{12000 - F_{op}}{1200 000} [/latex] Więc po przekształceniu: [latex] F_{op} = ...[/latex] ...i wychodzi siła oporu na minusie, co oczywiście nie moze być prawdą... proponuję więc sprawdzić czy wszystkie dane zostały dobrze napisane, np. czy siła ciagu nie wynosi przypadkiem 120 000 [N] a nie 12000 [N], albo czy masa pociągu jest właściwa

Dodaj swoją odpowiedź