Номер 863, страница 168 - гдз по физике 9 класс сборник задач Исаченкова, Дорофейчик

Дано:

$t = 10 \text{ мин}$

$m = 4 \cdot 10^6 \text{ кг}$

$v = 18 \frac{\text{м}}{\text{с}}$

$k = 0,005$

Примем ускорение свободного падения $g \approx 9,8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$.

Перевод в систему СИ:

$t = 10 \text{ мин} = 10 \cdot 60 \text{ с} = 600 \text{ с}$

Найти:

$A_{тяги}$

Решение:

Работа, совершаемая силой тяги электровоза, определяется по формуле:

$A_{тяги} = F_{тяги} \cdot S$

где $F_{тяги}$ — сила тяги, а $S$ — пройденное расстояние.

Поскольку состав движется с постоянной скоростью ($v = \text{const}$), его ускорение равно нулю ($a=0$). Согласно первому закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю. В горизонтальном направлении на состав действуют сила тяги $F_{тяги}$ и сила сопротивления движению $F_{сопр}$. Эти силы направлены в противоположные стороны. Следовательно, их модули равны:

$F_{тяги} = F_{сопр}$

Модуль силы сопротивления дан в условии задачи:

$F_{сопр} = k \cdot m \cdot g$

Подставим числовые значения:

$F_{тяги} = F_{сопр} = 0,005 \cdot 4 \cdot 10^6 \text{ кг} \cdot 9,8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} = 196000 \text{ Н}$

Расстояние, которое прошел состав, можно найти по формуле пути при равномерном движении:

$S = v \cdot t$

Подставим числовые значения:

$S = 18 \frac{\text{м}}{\text{с}} \cdot 600 \text{ с} = 10800 \text{ м}$

Теперь можем вычислить работу силы тяги:

$A_{тяги} = F_{тяги} \cdot S = 196000 \text{ Н} \cdot 10800 \text{ м} = 2116800000 \text{ Дж}$

Для удобства выразим результат в мегаджоулях (МДж):

$A_{тяги} = 2116,8 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 2116,8 \text{ МДж}$

Ответ: работа, совершаемая силой тяги электровоза, равна $2116,8 \text{ МДж}$.