Решение: Сила тяги электровоза
Найдите силу тяги, которую развивает при скорости $12\ \dfrac{\text{м}}{\text{с}}$ электровоз, работающий при напряжении $3\ \text{кВ}$ и потребляющий ток $1{,}6\ \text{кА}$. КПД двигателя электровоза равен $85\%$.
Решение по шагам
5 шаговПереведём величины в единицы СИ: $U=3\ \text{кВ}=3000\ \text{В}$, $I=1{,}6\ \text{кА}=1600\ \text{А}$, $\eta=85\%=0{,}85$.
Мощность, потребляемая электровозом из электрической сети, равна произведению напряжения на силу тока.
$$P_{\text{эл}}=UI$$С учётом КПД полезная механическая мощность двигателя равна:
$$P_{\text{мех}}=\eta P_{\text{эл}}=\eta UI$$Механическая мощность при движении с постоянной скоростью связана с силой тяги формулой:
$$P_{\text{мех}}=Fv$$Выразим силу тяги и подставим значения:
$$F=\frac{\eta UI}{v}=\frac{0{,}85\cdot3000\cdot1600}{12}=340000\ \text{Н}$$Сила тяги электровоза равна $3{,}4\cdot10^5\ \text{Н}$, или $340\ \text{кН}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать КПД двигателя и приравнивать электрическую мощность к механической.
Не перевести киловольты и килоамперы в вольты и амперы.
Использовать формулу $F=\dfrac{P}{v}$, не умножив мощность на КПД.