问题
问答题
一辆机车挂着车厢由静止开始在水平轨道上匀加速行驶,前10s走了40m,突然机车与车厢脱钩,又过了10s,机车与车厢相距60m,若机车牵引力保持不变,求机车与车厢的质量比?(动摩擦因数为0.02,空气阻力不计,取g=10m/s2)
答案
M:m =" 5:" 1
设机车和车厢的质量分别为M和m,机车和车厢构成的系统,在脱钩前、后受到的合外力F合不变。
F合=(M+m)…… (1)
由运动规律得,脱钩前机车和车厢的共同加速度为
=
="0.8m/" s
脱钩后机车和车厢的加速度分别为1和
2,由质点系牛顿第二定律(如果一个质点系在任意的X方向上受到的合外力为Fx,质点系中的n个质点的质量分别为m1、m2、……mn,在X方向的加速度分别为
1x、
2x、……
nx,那么有Fx=m1
1x+m2
2x +……+mn
nx) 得:
F合=M1+ m
2 …… (2)
由(1)(2)式和2 =-μg求得
1=
+0.8
由运动学公式得ΔS = S机-S厢 =t22(
1-
2)=" 60" …… (3)
解(3)式得M:m =" 5:" 1