Какое давление оказывает шестиосный локомотив поезда массой 120 т на рельсы, если площадь соприкосновения каждого колеса с рельсами составляет 5 см2 и на каждой оси находится по 2 колеса?

Физика Колледж Давление и его измерение давление шестиосный локомотив масса поезда 120 т площадь соприкосновения колеса расчет давления на рельсы Новый

Для того чтобы найти давление, которое локомотив оказывает на рельсы, сначала нужно определить общую силу, действующую на рельсы, и общую площадь, на которую эта сила действует.

Шаг 1: Найдите общую силу, действующую на рельсы.

• Сила, действующая на рельсы, равна весу локомотива. Вес можно найти по формуле:
• F = m * g, где:
• F - сила (в Ньютонах),
• m - масса (в килограммах),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).
• Масса локомотива составляет 120 т, что равно 120000 кг.
• Теперь подставим значения в формулу:

F = 120000 кг * 9.81 м/с² = 1177200 Н.

Шаг 2: Найдите общую площадь соприкосновения колес с рельсами.

• На каждой оси находится 2 колеса, и если локомотив шестиосный, то у него 6 осей.
• Общее количество колес:

Общее количество колес = 6 осей * 2 колеса/ось = 12 колес.

• Площадь соприкосновения одного колеса составляет 5 см². Преобразуем это значение в м²:
• 5 см² = 5 * 10^-4 м².
• Теперь найдем общую площадь соприкосновения всех колес:

Общая площадь = 12 колес * 5 * 10^-4 м²/колесо = 6 * 10^-3 м².

Шаг 3: Найдите давление.

• Давление можно найти по формуле:
• P = F / S, где:
• P - давление (в Паскалях),
• F - сила (в Ньютонах),
• S - площадь (в м²).
• Подставим найденные значения:

P = 1177200 Н / 6 * 10^-3 м² = 196200000 Н/м² = 196200000 Па.

Ответ: Давление, которое шестиосный локомотив оказывает на рельсы, составляет 196200000 Па, или 1962 бар.