Номер 914, страница 176 - гдз по физике 9 класс сборник задач Исаченкова, Дорофейчик

Дано:

Скорость $v = 36 \frac{\text{км}}{\text{ч}}$
Развиваемая (затраченная) мощность $P = 60 \text{ кВт}$
КПД $\eta = 80 \%$

Перевод в систему СИ:
$v = 36 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = 10 \frac{\text{м}}{\text{с}}$
$P = 60 \text{ кВт} = 60 \cdot 1000 \text{ Вт} = 60000 \text{ Вт}$
$\eta = 80 \% = 0.8$

Найти:

Модуль силы тяги $F - ?$

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) определяется как отношение полезной мощности ($P_{полезн}$) к затраченной мощности ($P_{затр}$). В данном случае затраченная мощность - это мощность, которую развивает двигатель электровоза, то есть $P_{затр} = P$.

Формула КПД: $\eta = \frac{P_{полезн}}{P_{затр}} = \frac{P_{полезн}}{P}$

Полезная мощность — это мощность, которую развивает сила тяги $F$ при движении электровоза со скоростью $v$. Она вычисляется по формуле: $P_{полезн} = F \cdot v$

Подставим выражение для полезной мощности в формулу КПД: $\eta = \frac{F \cdot v}{P}$

Из этой формулы выразим искомую силу тяги $F$: $F = \frac{\eta \cdot P}{v}$

Теперь подставим числовые значения в полученную формулу: $F = \frac{0.8 \cdot 60000 \text{ Вт}}{10 \frac{\text{м}}{\text{с}}} = \frac{48000}{10} \text{ Н} = 4800 \text{ Н}$

Полученное значение можно также выразить в килоньютонах: $4800 \text{ Н} = 4.8 \text{ кН}$

Ответ: модуль силы тяги электровоза равен $4800 \text{ Н}$ (или $4.8 \text{ кН}$).