Jakou vzdálenost ujede lokomotiva, když má naložený tendr s uhlím o hmotnosti 11,2t, které má výhřevnost 25000KJ/kg. Účinnost lokomotivy je 20% a váha je 84,2t. Jakou vzdálenost urazí po rovince. ( prosím pomocte, jak to vypočítat nebo prosím napište nějakou radu).
Bez těchto údajů to prakticky nejde spočítat. Jede-li lokomotiva stálou rychlostí, je tažná síla rovna třecí síle (nikoli tíze lokomotivy). Třecí síla se skládá z valivého tření, popř. čepového tření a odporu vzduchu (v praxi se nejspíš uvádí celkový součinitel odporu). Je pravda, že třecí síla při valení je přímo úměrná tíze.
Pokud počítám, že třecí síla je rovna tíze (což není), vychází mi zhruba 60 km. Třecí síla je ale (asi podstatně) menší než tíha lokomotivy - pak je 60 km minimální vzdálenost, kterou lokomotiva ujede.
Při ještě přesnějším výpočtu bychom museli počítat i s tím, že během jízdy ubývá uhlí
2x
2x
Tento příklad nelze vypočítat, protože v zadání není dostatek údajů potřebných k výpočtu. Pokud byste si zadání sám doplnil tak, že valivý odpor je 0,005 (viz. hodnota na stránce Wikipedie,na kterou je odkaz) a že je zanedbán odpor vzduchu proti pohybu vlaku, tak by mohl být výpočet následovně:
Fv .. síla valivého odporu, kterou lokomotiva při jízdě překonává)
Fg ... gravitační síla
Fv = 0,005 krát Fg
m1 ... hmotnost lokomotivy včetně uhlí na začátku jízdy
m2 ... hmotnost lokomotivy na konci jízdy (bez uhlí)
ms ... střední hmotnost
ms = (m1 + m2)/2
m1 = 84,2 t = 84200 kg
m2 = 73 t = 73000 kg
ms = 78,6 t = 78600 kg
Fg = 9,81 krát ms
Fg = 771066 N
Fv = 0,005 krát 771066
Fv = 3855 N
Celková energie spotřebovaného uhlí je
E = Fv krát s
s ... vzdálenost
20% účinnost je vyjádřena desetinným číslem 0,2
Celková využitá energie z uhlí je
E = 0,2 krát (11200 kg) krát (25000000 J/kg) = 0,56 krát 1010 J = 5600000000 J
Dosadím
E = Fv krát s
0,56 krát 1010 = 3855 krát s
s = 5600000000 děleno 3855
s = 1452659 m = 1452,7 km
O parní lokomotivy jsem se nikdy moc nezajímal, ale mám dojem, že běžná účinnost parního pohonu byla přibližně 10%. Navíc i při výrazně nižší rychlosti, než je běžná rychlost rychlíků,např. při rychlosti přibližně 10 m/s je docela výrazný odpor vzduchu. A co je taky podstatné, je to, že narozdíl od elektrických lokomotiv nelze v případě parního pohonu využívat rekuperaci.
Co se týká rovné trati, tak jsem v nějaké knize četl, že např. v Austrálii byla (nebo stále ještě je) zcela rovná trať, možná o délce v řádu stovek km.
Myslím, že ve vzorci pro valivé tření je ještě poloměr kola.
Zapomněli jsme, že nákladní vlaky ve stanicích kolikrát ani nestaví. Jen když jim dojde uhlí nebo voda. - Uhlí má plnej tendr. Slyšel jsem, že takový vlak může bez zastávky ujet klidně až... Z filmu Obecná škola (volně)
Aha, 0,005 je koeficient valivého odporu - pak je to dobře omlouvám se.
Vztah Fv = f*N pro valivé tření vidím prvně a teď se dočítám, že se také používá (poloměr kola je v něm už "započtený").
My jsme používali Fv = ksí*N/R, kde ksí je rameno valivého odporu a R je poloměr kola.
Neneseme odpovědnost za správnost informací a za škodu vzniklou jejich využitím. Jednotlivé odpovědi vyjadřují názory jejich autorů a nemusí se shodovat s názorem provozovatele poradny Poradte.cz.
Používáním poradny vyjadřujete souhlas s personifikovanou reklamou, která pomáhá financovat tento server, děkujeme.