ID: 00007950
Троллейбус массой 11 т движется равномерно прямолинейно со скоростью 36 км/ч. Сила тока в обмотке электродвигателя равна 40 А, напряжение равно 550 В. Чему равен коэффициент трения? (Потерями энергии в электродвигателе пренебречь.)
Источник: ФИПИ
$m = 11\,000$ кг, $v = 36$ км/ч $= 10$ м/с, $I = 40$ А, $U = 550$ В, нет потерь
$\mu$
Шаг 1. Вертикальное равновесие.
Движение равномерное, поэтому ускорение равно нулю. По второму закону Ньютона по вертикали:
$$N = mg$$
Шаг 2. Горизонтальное равновесие.
Сила тяги уравновешивает силу трения:
$$F_\text{тяги} = F_\text{тр} = \mu N = \mu mg$$
Шаг 3. Мощность.
Мощность силы тяги:
$$P_\text{мех} = F_\text{тяги} \cdot v = \mu mg v$$
Поскольку потерь нет, электрическая мощность равна механической:
$$P_\text{эл} = UI = \mu mg v$$
Шаг 4. Нахождение $\mu$.
$$\mu = \frac{UI}{mgv} = \frac{550 \cdot 40}{11\,000 \cdot 10 \cdot 10} = \frac{22\,000}{1\,100\,000} = 0{,}02$$