Паровоз на горизонтальном участке пути, имеющей длиной 1200 м развивает силу тяги 250 кН. Скорость поезда массы m = 1000т возрастает при этом от v0 = 36км/ч до Vk = 54 км/ч. Найти силу сопротивления Fсопр(считая её постояной) и коэффициент сопротивления u

S=1200м

F=250кН=250*10³Н

m=1000т=10⁶кг

υ₀=36км/ч=10м/с

υ=54км/ч=15м/с

Fс-? μ-?

Надо сделать рисунок и указать силы, действующие на тело:

сила тяжести  mg уравновешивается силой реакции опоры N. эти силы не влияют на движение по горизонтали.

в одну сторону сила тяги  (вправо)- в противоположную сила сопротивления (влево).

вправо направляем ось Х

составляем 2 закон Ньютона

Fравнод=ma    (сила и ускорение - векторы)

равнодействующая сила - векторная сумма силы тяги и силы сопротивления

найдём проекции сил на ось Х

сила тяги направлена по оси Х, а сила сопротивления - в противоположную сторону, поэтому

Fравнод=Fтяги - Fсопрот

напишем 2 з. Ньютона для нашей задачи

Fт-Fс=ma

найдём силу сопротивления

Fс=Fт-ma

ускорение определим по формуле

a=(υ²-υ₀²)/2S

тогда

Fc=Fт - m(υ²-υ₀²)/2S

подставим

Fc=250*10³-10⁶(15²-10²)/(2*1200)=250*10³-125*10⁶/2,4*10³ = =250*10³-52,08*10³=197,92*10³Н≈198кН

сила трения равна

Fс=μN

N=mg

тогда

Fс=μmg

отсюда коэффициент трения

μ=F/mg

μ=198*10³/(10⁶*10)=198*10⁻⁴=0.0198≈0.02