Для решения этой задачи нам понадобятся формулы для вычисления длины волны и скорости распространения волны.
Формула для вычисления длины волны (λ) выглядит следующим образом:
λ = V / f,
где
λ - длина волны,
V - скорость распространения волны,
f - частота волны.
В нашем случае, нам известна частота (f = 140 колебаний/с) и расстояние, которое проходит волна за это время (98 м). Нашей задачей является вычисление длины волны.
Шаг 1: Найдем скорость распространения волны.
Используем формулу для скорости распространения волны (V):
V = λ * f.
Так как нам известна частота (f) и назначение задачи - найти длину волны (λ), мы можем переписать эту формулу следующим образом:
V = (98 м) * (140 колебаний/с).
Шаг 2: Вычислим скорость распространения волны:
V = 13720 м/с.
Шаг 3: Теперь мы можем использовать первую формулу, чтобы вычислить длину волны (λ):
λ = V / f.
Первым шагом необходимо найти ускорение поезда.
Нам дано, что масса поезда m = 1800 тонн и ускорение a = 0,05 м/с².
Мы знаем, что сила тяги F = m * a (второй закон Ньютона), где m - масса, a - ускорение.
Подставим известные значения в формулу:
F = (1800 * 1000) * 0,05 = 90 000 Н (Newton).
Вторым шагом необходимо найти работу силы тяги поезда за 5 минут.
Работа W = F * s (*), где F - сила, s - путь.
Из условия задачи дано, что поезд двигался в течение 5 минут. Но для удобства рассчетов, переведем это время в секунды.
1 минута = 60 секунд, поэтому 5 минут = 5 * 60 = 300 секунд.
Также, в условии нет информации о пути, поэтому будем предполагать, что поезд двигался равномерно, то есть путь будет равен скорость умноженная на время.
Таким образом, путь будет s = v * t, где s-путь, v-скорость, t-время.
Мы знаем, что ускорение a = (v_f - v_i)/t, где v_i - начальная скорость (равна 0, так как поезд только начал движение), v_f - конечная скорость.
Так как поезд двигается равноускоренно, мы можем записать, что v_f - v_i = a * t.
Подставим это в формулу для пути: s = a * t * t = a * t².
Подставим известные значения: s = 0,05 * (300)² = 0,05 * 90000 = 4500 м (метров).
Теперь можем рассчитать работу силы тяги, подставив значения в формулу (*):
W = 90 000 * 4500 = 405 000 000 Дж (джоулей).
Третьим шагом необходимо найти мощность силы тяги.
Мощность P = W / t, где P - мощность, W - работа, t - время.
Мы знаем, что время равно 5 минут = 300 секунд, и работу W мы рассчитали ранее: W = 405 000 000 Дж.
Подставим значения в формулу:
P = 405 000 000 / 300 = 1 350 000 Вт.
Четвертый шаг — переведем мощность из Вт (ватт) в кВт (киловатты), так как это одна из вариантов ответов.
1 кВт = 1000 Вт, поэтому: P = 1 350 000 / 1000 = 1350 кВт.
Таким образом, мощность силы тяги локомотива через 5 минут от момента начала движения составляет 1350 кВт (киловатт).
Значит, правильный ответ в данном случае — вариант б) 1350 кВт.
Формула для вычисления длины волны (λ) выглядит следующим образом:
λ = V / f,
где
λ - длина волны,
V - скорость распространения волны,
f - частота волны.
В нашем случае, нам известна частота (f = 140 колебаний/с) и расстояние, которое проходит волна за это время (98 м). Нашей задачей является вычисление длины волны.
Шаг 1: Найдем скорость распространения волны.
Используем формулу для скорости распространения волны (V):
V = λ * f.
Так как нам известна частота (f) и назначение задачи - найти длину волны (λ), мы можем переписать эту формулу следующим образом:
V = (98 м) * (140 колебаний/с).
Шаг 2: Вычислим скорость распространения волны:
V = 13720 м/с.
Шаг 3: Теперь мы можем использовать первую формулу, чтобы вычислить длину волны (λ):
λ = V / f.
Подставим значения:
λ = (13720 м/с) / (140 колебаний/с).
Шаг 4: Вычислим длину волны:
λ = 98 м / 140 = 0.7 м.
Таким образом, длина волны составляет 0.7 м.