Какую скорость может развивать трактор Т-150 с тяговой мощностью 72 кВт, если он тянет прицеп массой 5 тонн на подъеме 0,2 и при коэффициенте трения 0,4?
Физика 11 класс Динамика трактор Т-150 скорость трактора тяговая мощность масса прицепа коэффициент трения подъём физика 11 класс
Чтобы найти максимальную скорость, которую может развивать трактор Т-150, нам нужно учитывать несколько факторов: тяговую мощность, массу прицепа, угол подъема и коэффициент трения. Давайте разберем это шаг за шагом.
Шаг 1: Определение силы тягиСначала найдем силу тяги, которую может развивать трактор. Тяговая мощность (P) связана с силой (F) и скоростью (v) следующим образом:
P = F * v
Мы можем выразить силу тяги как:
F = P / v
Шаг 2: Определение сил, действующих на тракторКогда трактор тянет прицеп на подъеме, на него действуют следующие силы:
Сначала найдем силу тяжести:
G = 5000 кг * 9,81 м/с² = 49050 Н.
Шаг 4: Расчет нормальной силыТеперь найдем нормальную силу. Для этого нужно определить угол подъема (α). Угол подъема 0,2 соответствует тангенсу угла:
tan(α) = 0,2. Теперь найдем sin(α) и cos(α):
Теперь можем найти нормальную силу:
N = 5000 кг * 9,81 м/с² * cos(α) ≈ 5000 * 9,81 * 0,98 ≈ 48000 Н.
Шаг 5: Расчет силы тренияТеперь найдем силу трения:
F_tr = μ * N = 0,4 * 48000 Н = 19200 Н.
Шаг 6: Определение общей силы, действующей на тракторТеперь мы можем определить общую силу, которую трактор должен преодолеть:
F_общ = F_подъем + F_tr = (5000 * 9,81 * sin(α)) + F_tr.
F_подъем = 5000 * 9,81 * 0,20 ≈ 9810 Н.
Таким образом, F_общ = 9810 Н + 19200 Н = 29010 Н.
Шаг 7: Подстановка в формулу для силы тягиТеперь мы можем подставить это значение в формулу для силы тяги:
P = F * v, отсюда v = P / F.
Подставим значения:
v = 72000 Вт / 29010 Н ≈ 2,48 м/с.
Ответ:Максимальная скорость, которую может развивать трактор Т-150, составляет примерно 2,48 м/с на подъеме 0,2 при коэффициенте трения 0,4.