Найти значение силы тяги двигателей трамвая, если его масса составляет 18 тонн и через 10 секунд после начала движения

Snezhok_3529

2

Чтобы найти значение силы тяги двигателей трамвая, нам понадобится использовать второй закон Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы этого тела на его ускорение.

В данной задаче у нас есть начальная скорость трамвая (в данном случае 0 км/ч), конечная скорость (32,4 км/ч), время (10 секунд) и масса трамвая (18 тонн). Также given коэффициент трения (0,04).

Шаг 1: Переводим все величины ведущие в систему СИ.

Масса трамвая: \(18 \, \text{тонн} = 18000 \, \text{кг}\)

Начальная скорость: 0 км/ч = 0 м/с

Конечная скорость: \(32,4 \, \text{км/ч} = 9 \text{ м/с}\)

Время: 10 секунд

Шаг 2: Находим ускорение, используя формулу \(a = \frac{{v_f - v_i}}{{t}}\), где \(a\) - ускорение, \(v_f\) - конечная скорость, \(v_i\) - начальная скорость, \(t\) - время.

\(a = \frac{{9 - 0}}{{10}} = 0,9 \, \text{м/с}^2\)

Шаг 3: Вычисляем силу трения, используя формулу \(F_{\text{тр}} = \mu \cdot m \cdot g\), где \(F_{\text{тр}}\) - сила трения, \(\mu\) - коэффициент трения, \(m\) - масса трамвая, \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равно \(9,8 \, \text{м/с}^2\)).

\(F_{\text{тр}} = 0,04 \cdot 18000 \cdot 9,8 = 7056 \, \text{Н}\)

Шаг 4: Наконец, находим силу тяги, используя второй закон Ньютона. Сила тяги будет равна сумме всех сил, действующих на трамвай, то есть силе трения и произведению массы трамвая на его ускорение:

\(F_{\text{тяги}} = F_{\text{тр}} + m \cdot a = 7056 + 18000 \cdot 0,9 = 7056 + 16200 = 23256 \, \text{Н}\)

Таким образом, значение силы тяги двигателей трамвая составляет 23256 Ньютонов.