Меню

Тепловоз работая с постоянной мощностью



Задачи средней трудности. В1. Грузовики, снабженные двигателями мощностью N1 и N2, развивают скорости соответственно υ1и υ2

В1. Грузовики, снабженные двигателями мощностью N1 и N2, развивают скорости соответственно υ1и υ2. Какова будет скорость грузовиков, если их соединить тросом?

В2. Тело массы т брошено вертикально вверх со скоростью υ. Чему равна средняя мощность силы тяжести за время достижения телом максимальной высоты?

В3. Тело, подвешенное на пружине, совершает малые незатухающие колебания в вертикальной плоскости. Чему равна средняя за период мощность силы упругости?

В4. Камень шлифовального станка имеет диаметр d = 60 см и делает п = 120 об/мин. Обрабатываемая деталь прижимается к камню с силой F = 100 кгс. Какая мощность затрачивается на шлифовку, если коэффициент трения камня о деталь k = 0,20.

В5. Поезд массой М = 2000 т, двигаясь с места с ускорением а = =0,20 м/с 2 , достигает нужной скорости через минуту, после чего движется равномерно. Определить мощность тепловоза при установившемся движении, если коэффициент сопро­тивления k = 0,0050.

В6.Тепловоз тянет поезд, общая масса которого т = 2000 т. Принимая, что мощность тепловоза N = 1800 кВт постоянна и коэффициент сопротивления k = 0,0050, определить: а) ускорение поезда а в те моменты, когда скорость поезда υ1 = 4,0 м/с и когда скорость поезда υ = 12 м/с; б) максимальную скорость υмакс поезда.

В7.Поезд массы М = 5×10 5 кг поднимается со скоростью 30 км/ч в гору с уклоном 10 м на 1 км. Коэффициент сопротивления k = 0,002. Определить мощность, развиваемую тепловозом.

В8. Трамвай массы М проезжает по улице, поднимающейся вверх под углом a к горизонту с определенной скоростью. На горизонтальном участке пути он может с той же скоростью двигаться с прицепным вагоном массы М1. Как велика масса М1, если коэффициент сопротивления движению равен k? Мощность двигателя постоянна.

Задачи трудные

С1. Изменится ли работа, совершенная мотором эскала­тора, и мощность, если человек, стоящий на движущейся вверх лестнице эскалатора, будет сам также подниматься по эскалатору с постоянной скоростью?

С2. Тело массы т брошено под углом a к горизонту со скоростью υ. Чему равна мгновен­ная мощность силы тяжести: а) сразу после броска; б) в мо­мент достижения максималь­ной высоты; в) непосредствен­но перед падением на землю? Чему равна средняя мощность силы тяжести за время полета?

С3. Самолет для взлета должен иметь скорость υ = 25 м/с. Длина пробега перед взлетом s = 100 м. Какова мощность моторов, если масса самолета т = 1000 кг и коэффициент сопротивления k = 0,020? Считать движение самолета при взлете равноускоренным.

С4. Локомотив, работая с постоянной мощностью, может вести поезд массы М = 2000 т вверх по уклону a1 = 0,0050 со скоростью υ1 = 30 км/ч или по уклону a2 = 0,0025 со ско­ростью υ2 = 40 км/ч. Определить величину силы сопротивления fс, считая ее постоянной.

С5. Автомобиль массы М = 2000 кг трогается с места и едет в гору, наклон которой a > 0,020. Пройдя расстояние s = 100 м, он развивает скорость υ = 32,4 км/ч. Коэффициент сопротивления k = 0,050. Определить среднюю мощность, развиваемую двигателем автомобиля.

С6. Уклон участка шоссе равен 0,050. Спускаясь под уклон при выключенном двигателе, автомобиль движется равномерно со скоростью υ = = 60 км/ч. Какова должна быть мощность двигателя автомобиля, чтобы он мог подниматься на такой же подъем с той же скоростью? Масса автомобиля т = 1,5 т.

С7. Аэросани движутся вверх по слабому подъему с установившейся скоростью υ = 20 м/с; если они движутся в обратном направлении, т.е. под уклон, то при той же мощности двигателя устанавливается скорость υ2 = =30 м/с. Какая скорость υ двигателя во время движения по горизонтальному пути?

С8. В установке (рис. 21.4) масса каждого груза (А и В) равна т = 2,0 кг, угол a = 30°, массы блока и нити пренебрежимо малы, трения нет. Найти мощность, которую разовьет сила натяжения , действующая на груз А, через t = 2,0 с после начала движения.

Дата добавления: 2016-04-11 ; просмотров: 1687 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Работа, мощность, энергия

Двое ухватились за веревку и тянут ее в разные стороны. Один из них перетянул. Означает ли это, что он прилагает к веревке большую силу, нежели другой? Сравните работы, совершаемые силами, приложенными к веревке.

Силы одинаковы по величине; работы тоже одинаковы по величине, но противоположны по знаку, так как в одном случае направления силы, действующей на веревку и ее перемещения совпадают, а в другом случае — противоположны.

Чему равна работа А по подъему цепи, взятой за один конец и лежащей на плоскости, на высоту, равную ее длине? Длина цепи l = 2 м, масса m = 5 кг.

Оконная шторка массой М = 1 кг и длиной l = 2 м свертывается на тонкий валик наверху окна. Какая при этом совершается работа? Трением пренебречь.

Читайте также:  Предусилитель для усилителя мощности своими руками схема

Гибкий резиновый шланг длиной l висит так, что один из его концов находится на 1/3 l ниже другого. В шланг налито максимально возможное количество воды; ее плотность равна ρ. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы вылить воду из шланга, поднимая его за нижний конец и удерживая верхний конец на неизменной высоте? Внутренний диаметр шланга d. Массой шланга пренебречь. Радиус закругления шланга в изгибе много меньше l.

A = ρgl 2 πd 2 /12.

Цепь массой М и длиной l лежит у границы двух соприкасающихся полуплоскостей из разных материалов.

Какую работу надо совершить, чтобы передвинуть цепь на вторую полуплоскость? Коэффициенты трения полуплоскостей с цепью соответственно равны k1 и k2. Решить задачу также графически.

A = ½ (k1 + k2) Mgl.

Мотор с полезной мощностью 15 кВт, установленный на автомобиле, может сообщить ему при движении по горизонтальному участку дороги скорость 90 км/ч. Тот же мотор, установленный на моторной лодке, обеспечивает ей скорость не выше 15 км/ч. Определить силу сопротивления Fc движению автомобиля и моторной лодки при заданных скоростях.

Fс1 = 600 Н; Fс2 = 3600 Н.

Трамвай массой М проходит по улице, поднимающейся вверх под углом α к горизонту с определенной скоростью. На горизонтальном участке пути он может с той же скоростью идти с прицепным вагоном массой М1. Как велика масса М1, если коэффициент трения качения колес равен k? Мощность двигателя постоянна.

.

Локомотив, работая с постоянной мощностью, может вести поезд массой М = 2000 т вверх по уклону α1 = 0,005 со скоростью v1 = 30 км/ч или по уклону α2 = 0,0025 со скоростью v2 = 40 км/ч. Определить величину силы сопротивления Fc, считая ее постоянной.

Пуля, летящая с определенной скоростью, углубляется в стенку на расстояние l1 = 10 см. На какое расстояние l2 углубляется в ту же стенку пуля, которая будет иметь скорость вдвое большую?

Пуля, летящая со скоростью v, пробивает несколько одинаковых досок, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. В какой по счету доске застрянет пуля, если ее скорость после прохождения первой доски равна v1 = 0,83 v?

Пуля застрянет в 4-й доске.

Какую работу надо совершить, чтобы заставить поезд массой М = 800 т: а) увеличить свою скорость от v1 = 36 км/ч до v2 = 54 км/ч; б) остановиться при начальной скорости v3 = 72 км/ч? Сопротивлением пренебречь.

а) A1 = 5·10 4 кДж;

б) A2 = 1,6·10 5 кДж.

Поезд массой М = 2000 т, двигаясь с места с ускорением a = 0,2 м/с 2 , достигает нужной скорости через минуту, после чего движется равномерно. Определить мощность тепловоза при установившемся движении, если коэффициент сопротивления k = 0,005.

N = 1,2·10 6 Вт.

Автомобиль массой М = 2000 кг трогается с места и идет в гору, наклон которой α = 0,02. Пройдя расстояние s = 100 м, он развивает скорость v = 32,4 км/ч. Коэффициент сопротивления к = 0,05. Определить среднюю мощность, развиваемую двигателем автомобиля.

Ракета массой М с работающим двигателем неподвижно «зависла» над Землей. Скорость вытекающих из ракеты газов u. Определить мощность двигателя.

N = Mgu/2.

В каком случае двигатель автомобиля должен совершить большую работу: для разгона с места до скорости 27 км/ч или на увеличение скорости от 27 до 54 км/ч? Силу сопротивления и время разгона в обоих случаях считать одинаковыми.

Во втором случае, причем A2/A1 = 3.

Камень массой m = 200 г брошен с горизонтальной поверхности под углом к горизонту и упал на нее обратно на расстоянии s = 5 м через t = 1,2 с. Найти работу бросания. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Определить работу, которую нужно произвести для того, чтобы сжать пружину на х = 10 см, если для сжатия ее на х = 1 см необходима сила F = 100 Н.

Вагон массой М = 2*10 4 кг, двигаясь со скоростью v = 0,5 м/с, ударяется в два неподвижных пружинных буфера. Найти наибольшее сжатие буферов х, если буфер сжимается на 1 см при действии силы 5*10 4 Н. Трением пренебречь.

Действуя постоянной силой F = 200 Н, поднимают груз массой М = 10 кг на высоту h = 10 м. Какую работу А совершает сила F? Какой потенциальной энергией U будет обладать поднятый груз?

A = 2·10 3 Дж, U = 10 3 Дж.

Лифт массой М = 1000 кг равноускоренно поднимался лебедкой. На некотором отрезке пути длиной l = 1 м лифт двигался со средней скоростью vср = 5 м/с и его скорость возросла на Δv = 0,5 м/с. Какую работу совершила сила, перемещающая лифт на указанном отрезке его пути?

A = 12,3·10 3 Дж.

Какую работу совершит сила F = 30 Н, подняв по наклонной плоскости груз массой m = 2 кг на высоту h = 2,5 м с ускорением a = 10 м/с 2 . Сила действует параллельно наклонной плоскости. Трением о плоскость пренебречь.

Некоторая сила толкает тело массой m = 16 кг вверх по наклонной плоскости длиной l = 3,1 м и с наклоном α = 30° к горизонту.

Читайте также:  Мощность двигателя газ 33081

1. Скорость тела у основания наклонной плоскости была v = 0,6 м/с, а у ее верхнего края v1 = 3,1 м/с. Чему равна работа, произведенная силой? Трения нет.

2. Чему равна работа той же силы и какова будет кинетическая энергия тела в верхней точке наклонной плоскости, если есть трение и коэффициент трения k = 0,1?

Сила направлена вдоль наклонной плоскости.

1. A = 317 Дж;

2. A = 317 Дж; Eк = 34,4 Дж.

Грузовой автомобиль массой М = 6*10 3 кг въезжает на паром, привязанный к берегу двумя канатами, со скоростью v = 18 км/ч. Въехав на паром, автомобиль остановился, пройдя при торможении путь s = 10 м. Определить суммарную силу натяжения канатов.

Автомобиль, шедший со скоростью v = 54 км/ч, при резком торможении стал двигаться «юзом» (заторможенные колеса не вращаются, скользят по дороге). Определить ускорение a и путь s, который пройдет автомобиль, если коэффициент трения скольжения колес об асфальт: а) в сырую погоду k1 = 0,3; б) в сухую k2 = 0,7.

а) a1 ≈ 2,94 м/с 2 ; s1 ≈ 38,3 м;

б) a2 ≈ 6,86 м/с 2 ; s2 ≈ 16,4 м.

Автомобиль с полностью включенными тормозами (колеса не вращаются) может удержаться на склоне горы с уклоном до 23°. Каков тормозной путь автомобиля s при торможении на горизонтальной дороге при скорости движения 10 м/с? Коэффициент сцепления колес с грунтом на склоне горы и на дороге одинаков.

Сани с грузом массой М = 120 кг скатываются по уклону горы под углом к горизонту α = 14°. Длина спуска l = 60 м. Коэффициент трения скольжения саней k = 0,14. Определить: а) ускорение a1 саней при движении с горы; б) скорость v в конце спуска; в) время спуска t1; г) кинетическую энергию Т1; д) какое расстояние s прокатятся сани после спуска по горизонтали; е) сколько времени t2 продолжается движение по горизонтали; ж) ускорение a2 при движении по горизонтальному участку пути.

а) a1 = 1,04 м/с 2 ;

б) v ≈ 11,2 м/с;

г) Т1 ≈ 7620 Дж;

д) s = 45,3 м;

Тело скользит вниз по наклонной плоскости. Угол наклона плоскости к горизонту α = 20°, длина ее l = 4 м, коэффициент трения тела о плоскость k = 0,2. С какой скоростью v будет двигаться тело в момент перехода с наклонной плоскости на горизонтальную поверхность?

Бассейн площадью S = 100 м 2 , заполненный водой до уровня h = 1 м, разделен пополам вертикальной перегородкой. Перегородку медленно передвигают в горизонтальном направлении так, что она делит бассейн в отношении 1:3. Какую для этого надо совершить работу, если вода не проникает через перегородку?

A = 1,63·10 5 Дж.

Два автомобиля одновременно трогаются с места и движутся равноускоренно. Массы автомобилей одинаковы. Во сколько раз средняя мощность двигателя первого автомобиля больше средней мощности второго, если за одно и то же время первый автомобиль развивает скорость вдвое большую, чем второй? Сопротивлением движению пренебречь.

Самолет для взлета должен иметь скорость v = 25 м/с. Длина пробега перед взлетом s = 100 м. Какова мощность моторов, если масса самолета m = 1000 кг и коэффициент сопротивления k = 0,02? Считать движение самолета при взлете равноускоренным.

N ≈ 83,1 кВт.

Поезд массой М = 5*10 5 кг поднимается со скоростью 30 км/ч в гору с уклоном 10 м на километр. Коэффициент сопротивления k = 0,002. Определить мощность, развиваемую тепловозом.

N ≈ 500 кВт.

Разогнавшись, конькобежец некоторое время движется по горизонтальной ледяной дорожке равномерно. Затем, перестав отталкиваться, он, двигаясь равнозамедленно, проезжает до остановки путь s = 60 м в течение t = 25 с. Масса конькобежца m = 50 кг. Определить: а) коэффициент трения; б) мощность, затрачиваемую конькобежцем при равномерном движении.

б) N ≈ 46 Вт.

Тепловоз тянет поезд, общая масса которого m равна 2000 т. Принимая, что мощность тепловоза N постоянна и равна 1800 кВт и что коэффициент сопротивления k = 0,005, определить: а) ускорения поезда a в те моменты, когда скорость поезда v1 = 4 м/с и когда скорость поезда v2 = 12 м/с; б) максимальную скорость vмакс поезда.

а) a1 = 0,176 м/с 2 , a2 = 0,026 м/с 2 ;

б) vмакс ≈ 66 км/ч.

Шкив радиусом R делает n оборотов в секунду, передавая ремнем мощность N. Найти силу натяжения Т ремня, идущего без скольжения.

T = N/(2πRn).

Найти мощность воздушного потока, имеющего поперечное сечение в виде круга диаметром d = 18 м и текущего со скоростью v = 12 м/с. Плотность воздуха (при нормальных условиях) ρ = 1,3 кг/м 3 .

N ≈ 284 кВт.

Горный ручей с сечением потока S образует водопад высотой h. Скорость течения воды в ручье v. Найти мощность водопада.

.

Уклон участка шоссе равен 0,05. Спускаясь под уклон при выключенном двигателе, автомобиль движется равномерно со скоростью v = 60 км/ч. Какова должна быть мощность двигателя автомобиля, чтобы он мог подниматься на такой же подъем с той же скоростью? Масса автомобиля m = 1,5 т.

Читайте также:  Электронные регуляторы мощности пылесоса

N = 24,5 кВт.

Грузовики, снабженные двигателями мощностью N1 и N2, развивают скорости соответственно v1 и v2. Какова будет скорость грузовиков, если их соединить тросом?

.

Аэросани движутся вверх по слабому подъему с установившейся скоростью v1 = 20 м/с; если они движутся в обратном направлении, т. е. под уклон, то при той же мощности двигателя устанавливается скорость v2 = 30 м/с. Какая скорость v установится при той же мощности двигателя во время движения по горизонтальному пути?

Поезд массой m = 500 т шел равномерно по горизонтальному пути. От поезда оторвался задний вагон массой m1 = 20 т. Проехав после этого s = 240 м, машинист прекратил доступ пара в машину. На каком расстоянии l друг от друга остановятся оторвавшийся вагон и остальной состав поезда? Предполагается, что сила тяги при работе машины постоянна, а сопротивление движению поезда и вагона пропорционально их массам.

Найти работу, которую необходимо совершить, чтобы втащить тело массой m = 50 кг на горку произвольного профиля по плоской траектории из точки А в точку В, расстояние между которыми по горизонтали l = 10 м, а по вертикали h = 10 м. Коэффициент трения между телом и горкой всюду одинаков и равен k = 0,1. Профиль горки такой,что касательная к нему в любой точке составляет острый угол с горизонтом. Сила, приложенная к телу, всюду действует по касательной к траектории его перемещения.

Источник

Работа, мощность и энергия.

3.1 Чему равна работа А по подъему цепи, взятой за один конец и лежащей на плоскости, на высоту, равную ее длине? Длина цепиl = 2 м, массаm = 5 кг.

3.2 Оконная шторка массой М = 1 кг и длиной l = 2 м свертывается на тонкий валик наверху окна. Какая при этом совершается работа? Трением пренебречь.

3.3 Двигатель с полезной мощностью 15 кВт, установленный на автомобиле, может сообщить ему при движении по горизонтальному участку дороги со скоростью 90 км/ч. Тот же двигатель, установленный на моторной лодке, обеспечивает ей скорость не выше 15 км/ч. Определить силу сопротивленияFc движению автомобиля и моторной лодки при заданных скоростях.

3.4 Локомотив, работая с постоянной мощностью, может везти поезд массой М = 2000 т вверх по уклону α1 = 0,005 со скоростью v1 = 30 км/ч или по уклону α2= 0,0025 со скоростьюv2 = 40 км/ч. Определить модуль силы сопротивления Fc, считая ее постоянной.

3.5 Пуля, летящая с определенной скоростью, углубляется в стенку на расстояниеl1 = 10 см. На какое расстояниеl2 углубляется в ту же стенку пуля, которая будет иметь скорость вдвое большую?

3.6 Поезд массой М = 2000 т, трогаясь с места с ускорением а = 0,2 м/с 2 , достигает нужной скорости черезt = 1 мин, после чего движется равномерно. Определить мощность тепловоза при установившемся движении, если коэффициент сопротивленияk = 0,005.

3.7 Ракета массой М с работающим двигателем неподвижно «зависла» над Землей. Скорость вытекающих газов u. Определить мощность двигателя.

3.8 Какую работу совершит силаF = 30 Н, подняв по наклонной плоскости груз массойm= 2 кг на высотуh= 2,5 м с ускорением а = 10 м/с 2 ? Сила действует параллельно наклонной плоскости. Трением о плоскость пренебречь.

3.9 Автомобиль с полностью включенными тормозами (колеса не вращаются) может удержаться на склоне горы уклоном до 23 о . Каков тормозной путь автомобиляs при торможении на горизонтальной дороге при скорости движения 10 м/с? Коэффициент сцепления колес с грунтом на склоне горы и на дороге одинаков.

3.10 Найти мощность воздушного потока, имеющего поперечное сечение в виде круга диаметромd = 18 м и текущего со скоростьюv = 12 м/с. Плотность воздуха (н.у.) ρ = 1,3 кг/м 3 .

3.11 С какой силой Т натянут трос АВ (рис.), если на систему шарнирно скрепленных стержней действует вертикально направленная сила F. Сплошные стержни AE и BP шарнирно соединены посередине так, что AC=CB=AD=DE=DB=DP=PQ=EQ. Массой стержней и троса пренебречь.

3.12 Шарик падает на пол с высоты H и многократно отскакивает от него (рис.). Полагая, что при каждом отскоке скорость шарика уменьшкается в 1,5 раза, определите путь, пройденный шариком от начала падения до остановки. Сопротивлением воздуха пренебречь.

3.13 Система, состоящая из двух шайб (рис.), прочно соединенных пружиной жесткости k, стоит неподвижно на горизонтальном столе. Масса нижней шайбы равна m, а верхней 2m. Найдите величину ∆l, на которую нужно опустить верхнюю шайбу, чтобы после ее освобождения нижняя шайба подскочила. Массой пружины и силами трения пренебречь.

3.14 С помощью системы из подвижного и неподвижного блоков (рис.) поднимают с поверхности земли груз массой m=15 кг. За какое время груз достигнет высоты H=1,1 м, если веревку тянуть с постоянной силой Q=90 Н? Массой веревки, блоков и трением в осях блоков пренебречь.

Источник