Локомотив электропоезда везет составЛокомотив электропоезда везет состав массой 1800 тонн с постоянной скоростью. Двигатель локомотива потребляет ток силой 750 Ампер из цепи с напряжением 3000 Вольт. КПД двигателя - 80%. Коэффициент трения с железной дорогой - 0,005. Найти скорость электропоезда.

m = 1800 т = 1800000 кг.

I = 750 А.

U = 3000 В.

КПД = 80 %.

g = 9,8 м/с².

μ = 0,005.

V - ?

Коэффициент полезного действия локомотива КПД показывает, какая часть затраченной работы Аз, выраженная в процентах, переходит в полезную работу Ап: КПД = Ап * 100 % / Аз.

Полезную работу локомотива Ап выразим формулой: Ап = Fт * S, где Fт - сила тяги локомотива, S - пройдённый локомотивом путь.

Так как поезд движется равномерно, то сила тяги Fт уравновешивается силой трения Fтр: Fт = Fтр.

Fтр = μ * m * g.

Ап = μ * m * g * S.

Затраченную работу Аз электродвигателя выразим формулой: Аз = I * U * t.

КПД = μ * m * g * S * 100 % / I * U * t = μ * m * g * V * 100 % / I * U.

V = S / t.

V = КПД * I * U / μ * m * g * 100 %.

V = 80 % * 750 А * 3000 В / 0,005 * 1800000 кг * 9,8 м/с² * 100 % = 20,4 м/с.

Ответ: скорость электропоезда составляет V = 20,4 м/с.