На горизонтальном участке пути электровоз массой 2000 т движется с ускорением 0,035 м/с². Какую работу выполняет сила тяги на пути длиной 40 м, если сила сопротивления движению составляет 85 кН?
Проверенный ответ:
Описание: Работа, выполняемая силой при перемещении тела, равна произведению силы на перемещение тела в направлении приложения силы. В этой задаче, сила тяги является силой, выполняющей работу на электровозе при его движении по горизонтальному участку пути.
Работа (W) вычисляется по формуле: W = F * d * cos(θ), где F — сила, d — перемещение, а cos(θ) — косинус угла между направлением силы и перемещением. В данной задаче сила и перемещение направлены в одном направлении, поэтому можно считать, что угол между ними равен 0 градусов, и cos(0) = 1.
Сначала нужно найти силу тяги. Для этого нужно вычесть силу сопротивления движению из производящей массы ускорения: F = m * a — Fсоп, где m — масса электровоза, a — ускорение, а Fсоп — сила сопротивления движению.
F = (2000 т) * (0,035 м/с²) — 85 кН = 70 000 кг * м/с² — 85 000 Н = — 15 000 Н, так как сила тяги направлена противоположно силе сопротивления движению.
Затем можно вычислить работу, используя формулу W = F * d:
W = (-15 000 Н) * (40 м) = -600 000 Дж.
Ответ: Сила тяги выполняет работу, равную -600 000 Дж.
Совет: Чтобы лучше понять концепцию работы и энергии, рекомендуется ознакомиться с другими примерами и задачами, связанными с этой темой. Также полезно знать основные единицы измерения силы (ньютон) и работы/энергии (джоуль), чтобы правильно интерпретировать результаты задач.
Дополнительное задание: Какую работу нужно совершить, чтобы поднять груз массой 50 кг на высоту 3 м? (Ускорение свободного падения равно 9,8 м/с²).