По 2-му закону Ньютона: ma = S(Fk), где S(Fk) -сумма всех сил действующих на тело в направлении или против направления движения.
В направлении движения действует сила тяги Fт, проекция силы тяжести тоже движению, она равна mg * sin a. Сила трения препятствует движению, она равна mgf * cos a. Таким образом, получаем уравнение:
ma = Fт + mg * sin a - mgf * cos a
Разделим на m и получим формулу для вычисления ускорения:
a = Fт/m + g (sin a - f * cos a)
Что смущает в задаче, это уклон. Обычно уклон означает tg a. Я так и буду считать.
если tg a = 0,003, то (cos a)^2 = 1/(1 + (tg a)^2) = 0.999991 и cos a = 0,9999955 =1
sin a = sqrt(1 - (cos a)^2) = 8,9999e-6 = 0
Такой незначительный уклон получается, что его вполне можно не учитывать.
тогда, считая, что ускорение свободного падения g = 10 м/с^2, получим
а = Fт/m - gf = 300 000/3 000 000 - 10 * 0,008 = 0,1 - 0,08 = 0,02 (м/с^2)
Расстояние от Москвы до Тулы значительно больше, чем длина поезда, значит поезд можно принять за материальную точку.
Диспетчер этот же поезд не может принять за м. т. , т. к. поезд от диспетчера находится на таком расстоянии, которое соизмеримо с длинной поезда, ну а машинист тем более не может принять поезд за м. т., т. к. он им управляет.