Question

Pociąg do Warszawy o masie 30 ton rusza ze stacji Kraków Główny. Przez pierwsze 4 minuty od chwili
odjazdu porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym osiągając szybkość 48 km/h. Dla tego pociągu
połowa pracy wykonywanej przez lokomotywę zużywana jest na pokonanie oporów ruchu, a jedynym
źródłem oporów ruchu jest tarcie kół pociągu o tory. W takim przypadku wartość siły oporu wynosi około:
a) 1667 N
b) 7000 N
c) 3334 N
d) 3500 N
e) 5100 N

Obliczenia i krótkie wytłumaczenie

Answer 1

masa pociągu m =30t =30000kg

czas ruchu t=4min =240s

prędkość po 4 min v= 48km/h = 48 ·1000m/3600s ≈13⅓ m/s

siła, potrzebna do nadania przyspieszenia

F= m·a             

przyspieszenie pociągu

a =v/t           a=13⅓ m/s :240s= 1/18 m/s²

F =30000kg · 1/18 m/s² ≈ 1667N

siła F to połowa siły, którą działa silnik. Druga połowa siły działania silnika równoważy tarcie kół pociągu o tory, czyli siła tarcia T=1667N