Задача по физике Городской троллейбус следует по своему маршруту со скоростью примерно 36 км/ч, останавливаясь через каждые 500 м. Оцените затраты электроэнергии за 10 ч работы троллейбуса, если его масса равна 5 т.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нам необходимо знать мощность двигателя троллейбуса. Обычно для троллейбусов мощность двигателя составляет примерно 100 кВт.

Рассчитаем затраты электроэнергии за 1 час работы троллейбуса:
Энергопотребление = мощность время
Энергопотребление = 100 кВт 1 ч = 100 кВт*ч

Так как троллейбус работает 10 часов, то общие затраты электроэнергии за 10 часов будут:
Общее энергопотребление = 100 кВтч 10 = 1000 кВт*ч

Теперь оценим, сколько киловатт-часов энергии будет затрачено на остановку и последующий трогательный момент троллейбуса. При движении троллейбуса с постоянной скоростью кинетическая энергия отсутствует, поэтому затрачивается только энергия на преодоление сил трения.

Троллейбус останавливается каждые 500 метров, значит он тратит энергию на ускорение и потом тратит эту же энергию на остановку. Расход энергии на ускорение можно рассчитать по формуле:
[ W = \frac{mv^2}{2} ]

где:
W - работа,
m - масса троллейбуса (5 т = 5000 кг),
v - скорость троллейбуса в м/с (36 км/ч = 10 м/с).

Подставив значения массы и скорости, получим:
[ W = \frac{5000 * 10^2}{2} = 250000 J ]

Так как энергия на ускорение одинакова энергии на торможение, общие энергозатраты на остановку через каждые 500 м будут равны 500000 J.

Если учитывать, что троллейбус останавливается и трогается каждые 500 метров за 10 часов работы, то энергия затраченная на это равна:
Энергия на остановку и трогание = 500000 (36 км/ч 10 ч / 500) = 500000 * 72 = 36000000 J

Таким образом, общие затраты электроэнергии за 10 ч работы троллейбуса составят 1000 кВтч + 36000000 J = 1000 кВтч + 10 кВтч = 1010 кВтч.