Задача
Машинист тепловоза отключает двигатель и начинает тормозить в момент, когда тепловоз имеет скорость 90 км/ч.
Пройдя какой путь тепловоз остановится, если сила торможения постоянна и составляет 0,12 его веса, а движение происходит по горизонтальному и прямолинейному участку дороги?
Пример решения
Тепловоз движется поступательно, поэтому рассмотрим движение его центра масс С, считая, что к нему приложены все внешние силы (рисунок 4.1).
После того как отключается двигатель и включается тормозное устройство, на тепловоз действуют три силы: сила тяжести G, нормальная реакция рельсов Rn и сила торможения F. В начале торможения скорость ν0=90 км/ч=25 м/с, в конце ν=0. Требуется определить пройденный путь s.
Для определения тормозного пути применим теорему об изменении кинетической энергии. При этом ν=0, работы сил G и Rn равны нулю (эти силы действуют перпендикулярно к направлению перемещения), работа силы F:
Получаем уравнение:
s = m∙V02/(2∙F) = m∙V02/(2∙0,12∙m∙g)=
=252/(2∙0,12∙9,81) = 265 м.
