Question

Ce greutate are un tren care merge cu viteza constanta de 54 km/h dacă puterea motorului locomotivei este 270Kw,iar foforța de frecare este de 250 de ori m
ai mica decât greutatea trenului?

Answer 1

Puterea motorului compenseaza forta de frecare doar fiindca miscarea este unufirma si viteza constanta.
Puterea este lucrul mecanic efectuat in unitatea de timp. Fie aceasta 1 secunda.
Deci P=L/t
Dar L=lucrul mecanic efectuat de forta generata de motor  (F care este egala cu forta de frecare doar ca are sens contrar acesteia). Atunci (in modul) putem scrie:
L=F×d=Ff×d unde cu Ff am notat forta de frecare
Iar d = distanta parcursa de tren in unitatea de timp (o secunda)
d=v×t
v=viteza trenului.
v=54km/h=54000m/3600s=15m/s
Atunci intr-o secunda trenul parcurge distanta
d=15×1=15m
Din Expresia puterii putem scoate lL
L=P×t, unde t=1s iar P=270kW=270.000W
Deci L=270.000×1=270.000J
Din expresia lucrului mecanic scoatem forta de frecare:
Ff=L/d
Ff=270.000/15
Ff=18.000N
Problema ne spune ca forta de frecare Ff este de 250 de ori mai mica decat greutatea G a trenului. Adica:
G=250×Ff
G=250×18.000=4.500.000N=4.500kN=4,5MN
G=4,5MN