Поезд отошел от станции и, двигаясь равноускоренно, за 40 сек прошел путь 200 м. Найти массу поезда, если работа силы тяги на этом пути 8000 кДж, а коэффициент сопротивления движению поезда 0,005.

Дано:

S = 200 метров - путь пройденный поездом;

t = 40 секунд - промежуток времени;

A = 8000 кДж = 8 * 10^7 Джоулей - работа силы тяги;

g = 10 м/с^2 - ускорение свободного падения;

k = 0,005 - коэффициент трения.

Требуется определить массу поезда m (килограмм).

Найдем ускорение движения поезда:

a = (2 * S / t^2) = (2 * 200 / 40^2) = 400 / 1600 = 0,25 м/с^2.

Найдем силу тяги поезда:

Fтяги = A / S = 8 * 10^7 / 200 = 800 * 10^5 / 200 = 4 * 10^5 Ньютон.

Тогда:

Fтяги - Fтрения = m * a;

Fтяги - k * m * g = m * a;

Fтяги = m * a + k * m * g;

Fтяги = m * (a + k * g);

m = Fтяги / (a + k * g) = 4 * 10^5 / (0,25 + 0,005 * 10) = 4 * 10^5 / (0,25 + 0,05) =

= 4 * 10^5 / 0,3 = 13,3 * 10^5 килограмм = 1330 тонн.

Ответ: масса поезда равна 1330 тонн.