Для решения этой задачи мы можем воспользоваться вторым законом Ньютона, который гласит, что сила тяги электровоза равна сумме сил инерции и силы трения.
Сначала посчитаем силу инерции. Для этого найдем ускорение по формуле ( a = \frac{v}{t} ), где ( v ) - скорость поезда (54 км/ч), а ( t ) - время (400 с). Преобразуем скорость в м/с: ( 54 , км/ч = 54 \cdot \frac{1000}{3600} = 15 , м/с ). Теперь ( a = \frac{15}{400} = 0.0375 , м/с^2 ). Теперь найдем силу инерции по формуле ( F_{ин} = m \cdot a ), где ( m ) - масса поезда (100 т = 100000 кг). Сила инерции будет равна ( F_{ин} = 100000 \cdot 0.0375 = 3750 , Н ).
Далее расчитаем силу трения. По определению, сила трения равна произведению коэффициента трения на нормальную силу: ( F_т = \mu \cdot N ). Нормальная сила равна силе тяжести и равна ( N = mg ), где ( m ) - масса поезда, а ( g = 9.8 , м/с^2 ). Таким образом, ( N = 100000 \cdot 9.8 = 980000 , Н ). Теперь находим силу трения: ( F_т = 0.4 \cdot 980000 = 392000 , Н ).
Итак, сила тяги электровоза будет равна сумме силы инерции и силы трения: ( F_тяги = F_{ин} + F_т = 3750 + 392000 = 395750 , Н ).
Таким образом, сила тяги электровоза составляет 395750 Н.