Во время процесса торможения электровоза весом 100 тонн происходит равномерное замедление, что приводит к уменьшению его
Пояснение: При торможении электровоза возникают силы трения, которые противодействуют движению и приводят к его замедлению. Работа силы трения определяется как произведение модуля силы на путь, по которому она действует. В данной задаче нам известно, что силы трения выполнили работу в определенном количестве мегаджоулей. Нашей задачей будет вычислить это количество.
Для начала, необходимо привести скорость электровоза к одной единице измерения, чтобы произвести расчет работы силы трения. Сначала переведем скорость в километрах в секунду. Имеем:
1 км/ч = 1000 м/3600 с = 5/18 м/с.
Тогда начальная скорость электровоза будет равна 54 км/ч * (5/18 м/с) = 15 м/с.
Теперь можем вычислить изменение скорости: Δv = 15 м/с — 3 м/с = 12 м/с.
Далее, используем формулу для работы силы трения: работа = сила * путь. В нашем случае, сила трения будет направлена противоположно движению, поэтому работа будет выполнена с отрицательным знаком.
Так как в задаче дано количество работы в мегаджоулях, переведем его в джоули: 1 МДж = 10^6 Дж.
Получаем:
работа = -МДж = -10^6 Дж.
Теперь можно найти силу трения:
работа = сила * путь.
-10^6 Дж = сила * 12 м.
Отсюда получаем:
сила = -10^6 Дж / 12 м.
сила ≈ -83333 Н (так как сила действует противоположно направлению движения, получаем отрицательное значение).
Таким образом, силы трения выполнили работу в размере -1 мегаджоулей при торможении электровоза.
Пример использования: Найдите силу трения, если при торможении автомобиля, массой 1200 кг, произведена работа в размере 8 кДж.
Совет: Чтобы лучше понять работу силы трения, рекомендуется ознакомиться с основными принципами действия сил трения и их связи с движением тела.
Упражнение: При движении по горизонтальной дороге автомобиль массой 1500 кг тормозит и останавливается, совершая работу силы трения в размере 12025 Дж. Определите скорость автомобиля перед торможением, если после торможения он пришел в полное покое. Ответ представьте в м/с, округлив до трех десятичных знаков.