Электровоз движется со скоростью 54 км/ч. Определите силу тяги электровоза, если потребляемая им мощность 600 кВт, КПД равен 75%.

Решение задачи (цель: понять, подробно объяснить)

Данные:

• Скорость v = 54 км/ч
• Потребляемая мощность P_in = 600 кВт
• КПД η = 75% = 0.75

1. Переведём скорость в м/с:

• 54 км/ч = 54 / 3.6 м/с = 15 м/с

2. Найдём механическую мощность, которую передаёт тягач (механическая мощность на колёсах):

• P_mech = η · P_in = 0.75 · 600 кВт = 450 кВт
• В ваттах: 450 кВт = 450 000 Вт

3. Связь между мощностью, силой тяги и скоростью:

• P_mech = F · v
• следовательно, F = P_mech / v

4. Подставим значения:

• F = 450 000 Вт / 15 м/с = 30 000 Н

Ответ: сила тяги электровоза равна 30 000 Н (или 30 кН).

Примечание: в задаче предполагается, что скорость постоянна и сила тяги тянет груз равной сопротивлению движению; реальная сила тягле́ния должна компенсировать трение, сопротивление воздуха и т.д. Но в рамках данного расчёта эти эффекты учтены косвенно через заданную мощность и КПД.