Задание №2. Начертить схему движения и, используя второй закон Ньютона, вычислить искомую величину. Тема: динамика движения локомотива. Столбцы: коэффициент трения μ, ускорение a, сила тяги Fтяги, масса m, направление движения. Данные по строкам: 1) ?, 0,5 м/с², 310 кН, 489 т, →; 2) 0,02, ?, 285 кН, 475 т, ←; 3) 0,01, 0,6 м/с², ?, 120 т, →; 4) 0,03, 0,7 м/с², 290 кН, ?, ←; 5) ?, 0,6 м/с², 205 кН, 140 т, ←; 6) 0,03, ?, 170 кН, 120 т, →; 7) 0,01, 0,6 м/с², ?, 130 т, ←; 8) 0,02, 0,9 м/с², 250 кН, ?, →; 9) ?, 0,8 м/с², 310 кН, 445 т, →; 10) 0,01, ?, 265 кН, 425 т, ←; 11) 0,02, 0,4 м/с², ?, 134 т, →; 12) 0,04, 0,9 м/с², 270 кН, ?, ←; 13) ?, 0,3 м/с², 200 кН, 155 т, ←; 14) 0,01, ?, 120 кН, 135 т, →; 15) 0,03, 0,7 м/с², ?, 115 т, ←; 16) 0,04, 0,8 м/с², 150 кН, ?, →.

Принимаем, что ускорение направлено по движению локомотива, а сила трения — против движения. Используем F_тяги − μmg = ma, откуда F_тяги = m(a + μg), a = F_тяги/m − μg, μ = (F_тяги/m − a)/g. Берём g = 10 м/с²; кН переводим в Н, тонны — в килограммы.

Схема при движении вправо:

Схема при движении влево:

Пример для строки 2: 475 т = 475 000 кг, 285 кН = 285 000 Н. Тогда a = 285 000/475 000 − 0,02 · 10 = 0,4 м/с².

Для строки 9 сила тяги на единицу массы равна 310 000/445 000 ≈ 0,697 м/с², что меньше заданного ускорения 0,8 м/с² ещё до учёта трения. Если в этой строке ускорение направлено против движения, то μ = (310 000/445 000 + 0,8)/10 ≈ 0,1497; однако это дополнительное предположение, которого таблица не задаёт.

Ответ: результаты вычислений приведены в таблице; данные строки 9 при принятом направлении ускорения физически противоречивы.