Задача 7.С точки зрения безопасности движения важно знать тормозную силу поезда, от которой зависит тормозной путь. Тормозная сила поезда подсчитывается как произведение расчётного коэффициента трения Штр, зависящего от скорости:

, (1)

на сумму расчётных сил нажатия тормозных колодок – УK,

В груженом режиме для грузового поезда расчётная сила нажатия колодок на ось – 70 кН, тогда

(2)

где N – число тормозных осей поезда.

Рассчитать и построить зависимость тормозной силы поезда в зависимости от скорости. Исходные данные выбираются из табл. 1.7 по предпоследней цифре шифра. Шаг расчёта – ДV=10 км/ч.

Цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

N

Vmax, км/ч

200

80

250

80

300

100

350

110

380

100

360

90

340

80

320

110

280

100

260

90


Решение. Исходя из условия, тормозная сила вычисляет по формуле:

Fтрмз = Штр * УKр. (3)

А по выше указанным формулам (1,2) рассчитываются коэффициент трения (Штр) и сумма расчётных сил нажатия тормозных колодок (УK). Даны количество тормозных осей (N=340) и максимальная скорость (V=80). Исходя из этого, можно уже рассчитать сумму сил нажатия тормозных колодок (УK), она будет неизменной:

,

тогда формула расчёта тормозной силы примет вид:

.(4)

Имея формулу расчёта коэффициента трения (1) и выше указанную (4), можно построить зависимость между скоростью и тормозной силой:


Рассчитываемые формулы и ссылки видны на следующей таблице:


Задача 9. Рассчитать, за какое время электровоз с поездом заданной массы достигнет заданной скорости VK и какой путь при этом будет пройден. Так как при трогании и разгоне поезда машинист поддерживал силу тяги электровоза FK приктически постоянной и основное сопротивление движению Wo при небольшом изменение скорости можно также принять постоянным, то движение поезда будет равноускоренным.

Используя второй закон Ньютона для этого случая,

, (5)

где Fk, Wo – в кН;

Mn – в т;

a – в м/с2, можно определить ускорение a.

Для равноускоренного движения известны формулы:

(6) и (7)

Составив формулу для определения времени разгона до заданной конечной скорости Vk, при Vo=0. Рассчитать и построить зависимость S(t). Шаг изменения Дt принять по своему усмотрению таким, чтобы число расчётных точек не превышало 10-15. Исходные данные выбираются из табл. 1.9 по предпоследней цифре шифра.

Цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Fk кН

500

550

600

580

560

540

520

620

640

660

Wo кН

55

60

65

70

60

58

50

55

60

65

Mo т

3000

3300

3500

3200

3400

3100

3000

4000

4200

4500

Vk м/с

3

3,2

3,4

3,6

3,8

4

3,9

3,7

3,5

3,3


Решение. Исходя из условия ускорение, можно определить по следующей формуле:

.(8)

Даны сила тяги электровоза (FK =520 кН), сопротивление движению (Wo= 50 кН) и масса (Mn=3000 тонн). Следовательно ускорение можно рассчитать.

.

Учитывая, что Vo=0 и a=0.157, то можно формулу (6) примет вид:

(9)

Максимальная скорость, которой должен достигнуть поезд по условию равна 3,9 м/с. Подставим это значение в формулу (9) и получим значение времени:

.

Подставив всё полученное в формулу (7) и найдём путь пройденный за это время:


Исходя из того, что при заданной скорости Vk=3.9 м/с, и полученных времени t=24.9с и пройденному пути S=48.54м, можно построить график зависмости S(t) при заданной скорости Vk.Это выражается формулой:


Список литературы.

1. Дональд Кнут. Искусство программирования. Т. 1-3. Издательский дом "Вильямс", 2000.

2. Осейко Н. EXEL для пользователя. - М.: Бином, 1994.

3. Информатика: Учебник/под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2000.

4. Информатика: Практикум по технологии работы на компьютере./ Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2000 .

5. Сагман С. Microsoft Office XP: Пер. с англ. - М.: ДМК Пресс, 2002.