Краткое пояснение:
Для решения задачи воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии, которая гласит, что работа, совершаемая над телом, равна изменению его кинетической энергии.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Переведем начальную скорость из км/ч в м/с.
\( v = 36 \text{ км/ч} = 36 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = 10 \text{ м/с} \). - Шаг 2: Переведем массу поезда из тонн в килограммы.
\( m = 700 \text{ т} = 700 \cdot 1000 \text{ кг} = 700000 \text{ кг} \). - Шаг 3: Рассчитаем начальную кинетическую энергию.
\( E_{k1} = \frac{1}{2}mv^2 \)
\( E_{k1} = \frac{1}{2} \cdot 700000 \text{ кг} \cdot (10 \text{ м/с})^2 = 350000 \text{ кг} \cdot 100 \text{ м}^2/\text{с}^2 = 35000000 \text{ Дж} \). - Шаг 4: Определим конечную скорость, которая в два раза больше начальной.
\( v_2 = 2 · v = 2 · 10 \text{ м/с} = 20 \text{ м/с} \). - Шаг 5: Рассчитаем конечную кинетическую энергию.
\( E_{k2} = \frac{1}{2}mv_2^2 \)
\( E_{k2} = \frac{1}{2} \cdot 700000 \text{ кг} \cdot (20 \text{ м/с})^2 = 350000 \text{ кг} \cdot 400 \text{ м}^2/\text{с}^2 = 140000000 \text{ Дж} \). - Шаг 6: Найдем работу, как разность конечной и начальной кинетической энергии.
\( A = E_{k2} - E_{k1} = 140000000 \text{ Дж} - 35000000 \text{ Дж} = 105000000 \text{ Дж} \). - Шаг 7: Переведем работу в мегаджоули (МДж) и округлим до целого значения.
\( 1 \text{ МДж} = 1000000 \text{ Дж} \)
\( A = \frac{105000000 \text{ Дж}}{1000000 \text{ Дж/МДж}} = 105 \text{ МДж} \).
Ответ: 105 МДж.