Электровоз массой 280 тонн на прямолинейном участке пути начинает разгон, а через 1 минуту начинает аварийное торможение без вращения колёс (рис. 2). По графику зависимости…

Давайте разбирать задачу по частям и максимально подробно. Для этого я сделаю необходимые расчёты, объясняя каждый шаг, чтобы понять, как найти искомые величины.

---

Исходные данные:

• Масса электровоза: \( M = 280 \text{ тонн} = 280 \times 10^3 \text{ кг} = 280\,000 \text{ кг} \)
• Время разгона без торможения: \( t_1 = 1 \text{ мин} = 60 \text{ сек} \)
• Затем начинается торможение (с 1-й минуты по 5 минут): \( t_2 = 5 \text{ мин} = 300 \text{ сек} \)
• График зависимости скорости от времени: дан, но в условии он есть как рисунок, предположим, что имеется к нему доступ. Для пояснения, буду обозначать скорость как \( v(t) \).

---

Шаг 1. Анализ графика и получение данных о скорости

• На участке 0–1 мин: электровоз разгоняется из состояния покоя (скорость на старте равна 0).
• Обозначим скорость в конце первого участка (в конце 1 минуты): \( v_1 \).
• На участке 1–5 мин: электровоз тормозится, скорость убывает и после 5 минут достигнет нуля (предположительно).

Предположим, что по графику мы можем определить значения скорости в начальных и конечных точках каждого участка:

• Время 0 сек: \( v(0) = 0 \)
• Время 60 сек: \( v(60) = V_1 \), (например, из графика)
• Время 300 сек: \( v(300) = 0 \)

(Если в задаче есть конкретные числа, подставим их; иначе, будем говорить о переменных.)

---

Шаг 2. Определение силы тяги на первом участке (0–1 мин)

Для движения с постоянным ускорением:

\[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v_1 - 0}{60} = \frac{v_1}{60} \]

Рассчитаем силу тяги \( F_t \):

По второму закону Ньютона:

\[ F_t = M a + F_{\text{сопр}} \]

где \( F_{\text{сопр}} \) — сила сопротивления движению.

На первом участке электровоз разгоняется, и сила тяги должна компенсировать сопротивление и обеспечить ускорение:

\[ F_t = M \times \frac{v_1}{60} + F_{\text{сопр}} \]

---

Шаг 3. Определение силы сопротивления (на участке 1–5 мин)

На втором участке (от 1 до 5 мин) электровоз тормозится, скорость убывает.
Обозначим:

\[ v(t) = \text{зависит от времени по графику} \]

Допустим, по сути, что в конце 5 минут скорость равна нулю.

Чтобы найти работу силы сопротивления \( A_{\text{сопр}} \), используем энерговооружённое выражение:

\[ A_{\text{сопр}} = \text{Работа силы сопротивления} = F_{\text{сопр}} \times \text{путь} \]

или через изменение кинетической энергии (если сопротивление постоянное, тогда:

\[ A_{\text{сопр}} = \text{Изменение кинетической энергии} = \frac{1}{2} M v^2_{\text{нач}} - \frac{1}{2} M v^2_{\text{кон}} \]

где \( v_{\text{нач}} = V_1 \), а \( v_{\text{кон}} = 0 \).

Теперь, чтобы найти конкретное число, нужно знать \( V_1 \), из графика скорости (например, \( V_1 = 20 \text{ м/с} \)).

Тогда:

\[ A_{\text{сопр}} = \frac{1}{2} \times 280\,000 \times (20)^2 = 0.5 \times 280\,000 \times 400 = 56\,000\,000 \, \Дж \]

---

Шаг 4. Расчёт максимальной мощности

Мощность — это скорость передачи работы за единицу времени:

\[ P = F \times v \]

Наибольшая мощность достигается при максимальной скорости и максимальной силе тяги (обычно при разгонке):

\[ P_{\text{max}} = F_t \times v_1 \]

или, с учётом силы сопротивления:

\[ P_{\text{max}} = (M \frac{v_1}{60} + F_{\text{сопр}}) \times v_1 \]

или, если сопротивление известно, можно установить её как постоянное число.

---

Итоговые формулы:

• Сила тяги на первом участке:

\[ F_t = M \frac{v_1}{60} + F_{\text{сопр}} \]

• Работа силы сопротивления:

\[ A_{\text{сопр}} = \frac{1}{2} M v_1^2 \]

• Максимальная мощность:

\[ P_{\text{max}} = F_t \times v_1 \]

---

Если есть конкретные числа из графика, подставляйте их, чтобы получить числовой ответ.

---

Если у вас есть изображение с точными данными графика или дополнительные параметры, пожалуйста, пришлите их. Тогда я смогу помочь более точно.