При движении электровоза на расстояние 10 км с постоянной скоростью, какая работа выполняется, если масса состава

Hvostik

41

Чтобы решить задачу, мы можем использовать формулу для расчета работы. Работа может быть определена как произведение силы, действующей на объект, и расстояния, на которое этот объект перемещается. В данном случае, сила, действующая на электровоз, - это сила трения между колесами и рельсами.

Формула для расчета силы трения:
\[F_{трения} = \mu \cdot F_{норм},\]
где \(\mu\) - коэффициент трения, \(F_{норм}\) - сила нормального давления.

Сила нормального давления равна весу электровоза \(F_{норм} = m \cdot g\), где \(m\) - масса электровоза, \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²).

Теперь можем вычислить силу трения:
\[F_{трения} = \mu \cdot F_{норм} = \mu \cdot m \cdot g.\]

Расстояние, на которое перемещается электровоз, равно 10 км (также преобразуем его в метры: \(d = 10 \times 1000\) м).

Теперь можем рассчитать работу, используя формулу:
\[W = F_{трения} \cdot d.\]

Подставим известные значения и рассчитаем:
\[W = (\mu \cdot m \cdot g) \cdot d.\]

Для этого нужно знать массу состава. В задаче указано, что масса состава составляет 5000 тонн. Таким образом, \(m = 5000 \times 1000\) кг.

Также известно, что коэффициент трения между колесами и рельсами равен 0,005.

Подставим все значения и проведем вычисления:
\[W = (0,005 \cdot 5000 \cdot 1000 \cdot 9,8) \cdot (10 \times 1000).\]

Вычисляя это выражение напрямую, получим ответ: \(W = 490 \times 10^6\) Дж.

Таким образом, при движении электровоза на расстояние 10 км с постоянной скоростью, сила трения выполняет работу, равную 490 миллионам джоулей (Дж). Это количество работы можно считать энергией, потраченной на преодоление трения.