1575. Паровоз весом 500 кН, сцепленный с двумя вагонами по 200 кН каждый, начинает двигаться с ускорением 0,2 м/с². Сопротивление движению составляет 0,005 веса состава. Определите силы, действующие на паровоз и на каждый из вагонов, и силы натяжения в сцеплениях. Чему равнялись бы эти силы, если бы состав равномерно двигался? Считать g = 10 м/с².

Вес всего состава: 500 + 200 + 200 = 900 кН. Сопротивление движению пропорционально весу: на паровоз приходится 2,5 кН, на каждый вагон — 1 кН.

Массы паровоза и вагона равны соответственно 500 000 / 10 = 50 000 кг и 200 000 / 10 = 20 000 кг.

Для разгона всего состава нужна равнодействующая сила: (50 000 + 20 000 + 20 000) · 0,2 = 18 000 Н = 18 кН. Поэтому сила тяги паровоза равна 18 + 4,5 = 22,5 кН.

Сцепление между вагонами передаёт силу, нужную для разгона второго вагона и преодоления его сопротивления: 20 000 · 0,2 + 1 000 = 5 кН.

Сцепление паровоза с первым вагоном тянет оба вагона: 40 000 · 0,2 + 2 000 = 10 кН.

При равномерном движении ускорение равно нулю. Тяга уравновешивает сопротивление всего состава, а натяжение сцеплений — сопротивление вагонов.

Ответ: при разгоне тяга паровоза — 22,5 кН; натяжение сцепления паровоз—первый вагон — 10 кН, сцепления между вагонами — 5 кН. При равномерном движении соответствующие силы равны 4,5 кН, 2 кН и 1 кН.