Решение: Скорость электровоза по мощности
С какой скоростью движется электровоз, если при этой скорости он развивает силу тяги, равную $336\ \text{кН}$? Сила тока в обмотке электродвигателя равна $1200\ \text{А}$, а напряжение сети $3000\ \text{В}$. КПД двигателя электровоза $84\%$.
Решение по шагам
4 шагаПотребляемая электродвигателем электрическая мощность равна произведению напряжения на силу тока.
$$P_{\text{эл}} = UI = 3000 \cdot 1200 = 3{,}6 \cdot 10^6\ \text{Вт}$$Полезная механическая мощность двигателя меньше потребляемой электрической мощности в соответствии с КПД.
$$P_{\text{пол}} = \eta P_{\text{эл}} = 0{,}84 \cdot 3{,}6 \cdot 10^6 = 3{,}024 \cdot 10^6\ \text{Вт}$$Механическая мощность при движении с постоянной скоростью равна произведению силы тяги на скорость. Переведём силу тяги: $336\ \text{кН} = 336000\ \text{Н}$.
$$P_{\text{пол}} = Fv$$Найдём скорость электровоза.
$$v = \dfrac{P_{\text{пол}}}{F} = \dfrac{3{,}024 \cdot 10^6}{336000} = 9\ \text{м/с}$$Скорость электровоза равна $9\ \text{м/с}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают КПД двигателя и приравнивают электрическую мощность к механической.
Используют силу тяги в килоньютонах без перевода в ньютоны.
Вместо формулы $P = Fv$ используют произведение силы на путь.