Вагон, массой 60 тонн, катится по металлическим рельсам и сталкивается с другим вагоном, массой 80 тонн в тот момент, когда его скорость равна 10 м/с. В результате сцепления вагонов, они начинают двигаться вместе. Определить расстояние, которое пройдут сцепленные вагоны, прежде чем они остановятся. Коэффициент трения качения для колес данного радиуса принять равным µ=0,005.

13 Окт 2019 в 11:41
474 +1
0
Ответы
1

Для начала рассчитаем силу трения, действующую на вагоны при движении:

Fтр = µ m g,

где Fтр - сила трения, µ - коэффициент трения качения, m - масса вагона, g - ускорение свободного падения (принимаем равным 9,8 м/с²).

Для первого вагона:

Fтр1 = 0,005 60 т 9,8 м/c² = 29,4 Н.

Для второго вагона:

Fтр2 = 0,005 80 т 9,8 м/c² = 39,2 Н.

Теперь найдем общую массу сцепленных вагонов:

m = m1 + m2 = 60 т + 80 т = 140 т = 14000 кг.

Суммарная трение на вагоны:

Fтр = Fтр1 + Fтр2 = 29,4 Н + 39,2 Н = 68,6 Н.

Сила, противодействующая движению вагонов:

Fпр = m * a,

где Fпр - противодействующая сила, a - ускорение (примем равным -2 м/с², так как вагоны тормозят).

Сумма всех сил:

Fсум = Fтр + Fпр.

Таким образом:

Fтр + Fпр = m a,
68,6 Н - 14000 кг 2 м/с² = 14000 кг * a,
a = -0,0098 м/с².

Теперь можно рассчитать время, за которое сцепленные вагоны остановятся:

V = V0 + a t,
0 = 10 м/с - 0,0098 м/с² t,
t = 102.04 с.

Теперь найдем расстояние, которое пройдут вагоны до остановки:

S = V0 t + (a t^2) / 2,
S = 10 м/с 102.04 с + (0,0098 м/с² (102.04 с)^2) / 2,
S = 1020.4 м - 50 м = 970.4 м.

Итак, сцепленные вагоны пройдут 970.4 м, прежде чем полностью остановятся.

19 Апр 2024 в 11:35
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир