Масса железнодорожного вагона 60 т, а коэффициент трения колес вагона о железнодорожное полотно 0,03. Определите деформацию буферной пружины, которой соединены вагоны, если ее жесткость 40 МН/м.

m = 60 т = 60000 кг.

g = 10 Н/м.

μ = 0,03.

k = 40 МН/м = 40 * 10⁶ Н/м.

x - ?

Согласно 1 закону Ньютон, вагон двигается равномерно прямолинейно в случае, когда действие на него сил скомпенсированы: Fтр + Fупр + m * g + N = 0, где Fтр - сила трения, Fупр - сила упругости, m * g - сила тяжести, N - сила реакции железнодорожного полотна.

ОХ: Fтр - Fупр = 0.

ОУ: m * g - N = 0.

Fтр = Fупр.

m * g = N.

Сила упругости Fупр определяется законом Гука: Fупр = k * x.

Сила трения Fтр определяется формулой: Fтр = μ * N = μ * m * g.

k * x = μ * m * g.

x = μ * m * g/k.

x = 0,03 * 60000 кг*10 Н/м/40 * 10⁶ Н/м = 0,00045 м.

Ответ: деформация буферной пружины составляет x = 0,00045 м.