Изучить теоретический материал, зарисовать в тетради рисунок 3.1 и привести расчетные формулы.

По заданной электромеханической характеристике тягового электродвигателя построить тяговую характеристику локомотива. Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.3.

Определить касательную мощность локомотива на расчетном режиме.

Таблица 3.3

Исходные данные

Наименование
Нагрузка от колесной пары на рельс, кН
Конструкционная скорость, км/ч
Серия локомотива	Электровозы постоянного тока					Электровозы переменного тока
Число движущих колесных пар локомотива (тяговых электродвигателей)

Контрольные вопросы:

Какие ограничения нанесены на тяговую характеристику локомотива?

Какова суть основного закона локомотивной тяги?

Почему идеальная тяговая характеристика локомотива должна иметь вид гиперболы?

Какие характеристики отнесены к электромеханическим характеристикам тягового электродвигателя?

Что произойдет в случае превышения силы тяги над силой сцепления?

Практическое занятие № 4 Силы сопротивления движению поезда

Сопротивлением движению поезда называют результирующую неуправляемых сил, возникающих в результате движения и действующих в направлении, противоположном ему. Ре­зультирующую силу, как и все ее составляющие силы сопротивления движению, принимают приложенными к ободом колесных пар вагонов и локомотива.

Сопротивление движению возникает в результате: контактного вза­имодействия твердых тел подвижного состава и пути, сопровождаю­щегося трением скольжения и качения, упругой и пластической дефор­мацией; потери кинетической энергии от ударов на стыках и от неравноупругости пути; соударения подвижного состава при неравномерном движении; сопротивления воздуха; появления составляющей силы тяжести на уклонах, кривых участках пути; низкой температуры воздуха.

Сопротивление движению зависит от устройства и состояния под­вижного состава и пути, от режима движения поезда. Оно определяет потребные мощность и силу тяги локомотивов, нормы массы поездов, провозную и пропускную способность дорог, затраты энергоресурсов на перевозочную работу. Для унификации расчетов и исследования факторов, влияющих на сопротивление движению, установлена клас­сификация сил сопротивления движению. В основу ее положено разде­ление по следующим признакам: видам подвижного состава, режимам и условиям движения.

По режимам и условиям движения различают сопротивление троганию с места, основное сопротивление и дополнительные сопротивле­ния.

Сопротивлением троганию с места называют сопротивление поезда, которое возникает в процессе перехода его час­тейиз состояния покоя в состояние движения, начиная от локомотива и кончая последним вагоном поезда.

Основным сопротивлением называют совокупность сил, постоянно действующих в результате движения подвижного со­става и не зависящих от условий движения. Численно оно равно сопро­тивлению на прямом горизонтальном пути при движении с равномер­ной скоростью. В зависимости от режима движения основное сопро­тивление разделяют на сопротивление в режиме тяги и в режиме холос­того хода локомотива.

Дополнительными сопротивлениями назы­вают временно действующие силы, обусловленные условиями движе­ния: уклоном, кривизной пути, подвагонными электрогенераторами, ветром и низкой температурой воздуха.

По видам и типам подвижного состава различают сопротивление: тепловозов, электровозов, электро- и дизель-поездов, вагонов с разде­лением по числу осей и типам буксовых подшипников.

Все сопротивления по единицам измерения разделяют на удельные и полные. Удельное сопротивление движению представ­ляет собой сопротивление движению 1 т массы подвижного состава. Понятие введено для удобства расчетов.

Полное сопротивление представляет собой сопро­тивление всей массы подвижного состава: локомотива, вагона, соста­ва, поезда.

Обозначения полного основного сопротивления локомотива: в ре­жиме тяги - W 0 ’ , в режиме холостого хода - W X , состава - W 0 ’’ , поезда - W 0 . Соответственно обозначаются удельные сопротивления:

Основное сопротивление движению возникает в результате: тре­ния шеек осей в буксовых подшипниках; трения качения колес по рель­сам; трения скольжения колес по рельсам; сопротивления от рассея­ния энергии движения поезда верхним строением пути и подвижным составом; воздушного сопротивления. В таблице 4.1. приведены эмпирические формулы для определения основного удельного сопротивления движению локомотива и вагонов.

Дополнительное сопротивление движению от уклона пути представляет собой составляющую W i силы тяжести P от единицы подвижного состава при движении ее по подъёму AB (рисунок4.1). Уклон пути выражают в промилле (0 / 00) и обозначают символом i =1000 tga . Так как уклоны пути не превышают обычно 2,5 0 , то можно считать tga = sin a . Из треугольника а bc найдём: W i = Gsina . Из подобия треугольников а bc и ABC определим

Удельное сопротивление движению от уклона в Н/т

(4.3)

О

Рисунок 4.1 Сила сопротивления движению от подъёма

т кривизны пути. При движении на кривых участках пути происходит поперечное смещение колесных пар к на­ружному рельсу под действием центробежных сил. При этом между набегающими гребнями колёс наружного рельса происходит трение. Центробежная сила прижимает торцы подшипников к поверхности вращающейся ступицы колеса, что также вызывает трение. Поворот шкворней тележек в кривой и боковых скользунов под действием опрокидывающего момента сопровождается трением.

Глава 3. Основы теории и практики электрической тяги поездов

Силы, действующие на поезд. Силы тяжести локомотива и вагонов урав­новешиваются вертикальными реак­циями рельсового пути. Силы, дейст­вующие вдоль оси пути, по направ­лению движения поезда, называют движущим и силами, а силы встречного направления - силами сопротивления движению поезда.

Сопротивление движению поездаW - это эквивалентная сила, рабо­та которой на некотором участке пути равна работе всех сил, проти­водействующих движению поезда на этом же участке. Максимально воз­можная масса поезда, скорость его движения, расход электроэнергии - все эти показатели существенно за­висят от сопротивления движению поезда. На железных дорогах оно значительно меньше, чем на автомо­бильном, водном и воздушном транс­порте. Сопротивление движению по­езда условно делят на три состав­ляющие (рис. 3.1).

Основное сопротивление движе­нию поезда Wo на прямом и гори­зонтальном участках пути зависит от типа подвижного состава и скорости его движения. Эта составляющая определяется силами трения. Работа, затраченная на преодоление этих сил, расходуется на истирание дета­лей подвижного состава и пути и в конечном счете превращается в теп­ло, которое рассеивается в окружаю­щий воздух.

Дополнительное сопротивление Wд возникает на подъемах и кривых участках пути, зависит от плана и профиля железнодорожной линии. Работа, затраченная на преодоле­ние силы тяжести при движении на подъем, идет на увеличение потен­циальной энергии поезда и может быть полезно использована, если вслед за подъемом следует спуск.

Добавочное сопротивление Wдo6 возникает при особых условиях дви­жения поезда (трогание с места, движение в тоннеле, особо неблаго­приятная погода).

Рис. 3.1 Схема классификации составляющих сопротивление движению поезда

Полное сопротивление движению поезда равно сумме этих трех состав­ляющих:

W=Wo+Wд+Wдоб

Силы сопротивления движению из­меряют в ньютонах (Н).

Почти все силы, противодействую­щие движению поезда, пропорцио­нальны его весу. Поэтому для рас­четов удобно использовать отноше­ние сопротивления движению поезда W к его весу (m э+m в )g:

где m э и m в - соответственно масса электро­воза и вагонов, т; g - ускорение, м/с 2 .

Величину ω называют удель­ным сопротивлением дви­жению и измеряют в Н/кН (нью­тон на килоньютон, т. е. на 1000 Н).

Удельное сопротивление движе­нию можно определить отдельно для электровоза:

ω"=W"/(m э *g)

и для вагонов:

ω""=W""/(m в *g)

Полное сопротивление движению поезда равно сумме сопротивлений движению электровоза W" и вагонов W":

W = m э *g * ω" + m в *g * ω""

Контрольная работа № 1 по теме: «Основы кинематики»

Вариант 1

Вариант 2

4. Самолет увеличил за 12 с.скорость от 240 км/ч до 360 км/ч. Чему равно перемещение самолета за это время? с каким ускорением двигался самолет?

5.Движения двух мотоциклистов заданы уравнениями x = 15 +t 2 , х = 8t. Описать движение каждого мотоциклиста, найти время и место встречи. Запишите зависимость скорости тела от времени (t).

Предварительный просмотр:

Контрольная работа №2 по теме « Основы Динамики.».

Вариант №1.

1.Найти силу гравитационного притяжения, действующую между Землей и Солнцем, если масса Земли равна 6·10 24 кг, а масса солнца 2·10 30 кг. Расстояние от Земли до Солнца 150·10 6 км.

2. Какую скорость должен иметь спутник Земли, чтобы двигаться вокруг круговой орбиты на высоте, равной половине радиуса Земли? Масса Земли 6·10 24 кг, радиус Земли 6400км.

3 Тележка с песком катится со скоростью 1 м/с по горизонтальному пути без трения. Навстречу тележке летит шар массой 2 кг с горизонтальной скоростью 7 м/с. Шар после попадания в песок застревает в нем. В какую сторону и с какой скоростью покатится тележка после столкновения с шаром? Масса тележки 10 кг.

4. Сила сопротивления движению электровоза составляет 4 кН. Найдите силу тяги, если его ускорение составляет 0,1 м/с 2 , а масса равна 90 т.

5.Упряжка собак при движении саней по снегу может действовать с максимальной силой 0,5 кН. Какой массы сани с грузом может перемещать упряжка, двигаясь равномерно, если коэффициент трения равен 0,1

Вариант №2.

1.С какой силой притягиваются друг к другу две книги массой 300г. каждая, находящиеся на расстоянии 2 м друг от друга?

2. Чему равна первая космическая скорость для Луны, если ее масса и радиус составляет примерно 7·10 22 кг и 1700км соответственно?

3.Найти удлинение буксирного троса с жесткостью 0,01 МН/м при буксировке автомобиля массой в 2 т с ускорением 0,5 м/с 2 .

4. Трактор, сила тяги которого на крюке 15 кН, сообщает прицепу ускорению 0,5 м/с 2 . Какое ускорение сообщит тому же прицепу трактор, развивающий тяговое усилие

60 кН?

5. С лодки массой 200 кг прыгает в направлении берега мальчик массой 40 кг. со скоростью 20 м/с. Найти скорость лодки. Определить направление скорости.

Предварительный просмотр:

Контрольная работа № 3 «Законы сохранения»

Вариант № 1

1. Два мяча движутся навстречу друг другу со скоростями 2 м/с и 4 м/с Массы мячей равны 150 г и 50 г соответственно. После столкновения меньший мяч стал двигаться вправо со скоростью 5 м/с. С какой скоростью и в каком направлении будет двигаться большой мяч?
2. На столе высотой 1 м лежат рядом пять книг, толщенной по 10 см и массой по 2 кг каждая. Какую работу требуется совершить, чтобы уложить их друг на друга?
3. Кран поднимает груз с постоянной скоростью 5,0 м/с. Мощность крана 1,5 кВт. Какой груз может поднять этот кран?
4. Определить, на какой высоты кинетическая энергия мяча, брошенного вертикально вверх со скоростью 23 м/с, равна его потенциальной?
5. При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 800 Н/м сжали на 5 см. Какую скорость приобретет пуля 20 г при выстреле в горизонтальном направлении?

Вариант 2

1. Шар массой 100 г свободно упал на горизонтальную площадку, имея в момент удара скорость 10 м/с. Найдите изменение импульса при абсолютно упругом ударе.

2. На вагонетку массой 2,4 т, движущейся со скоростью 2,0 м/с, сверху вертикально насыпали песок массой 800 кг. Определите скорость вагонетки после этого.

3. С плотины высотой 20 м падает 1,8∙10 4 т воды. Какая при этом совершается работа?

4. Определите потенциальную энергию пружины жесткостью 1,0 кН/м, если известно, что сжатие пружины 30 мм.

5. Какая работа совершается лошадью при равномерном перемещении по рельсам вагонетки массой 1,5 т на расстояние 500 м, если коэффициент трения равен 0,008?

Предварительный просмотр:

Контрольная работа № 4

Молекулярная физика.

Вариант 1.

1.Чему равен объем одного моля идеального газа при нормальных условиях.

2. При температуре 30 С ºдавление газа в закрытом сосуде было 85 кПа. Каким будет давление при температуре - 40 Сº.

3.Избаллона со сжатым водородом вместимостью 20 л. вследствие неисправности вентиля утекает газ. При температуре 10 Сº манометр показывает давление 8 МПа. Показание манометра не изменилось и при 20 Сº. Определите массу вытекающего газа.

4. Сколько частиц воздуха находится в комнате площадью 40 м и высотой 4м при температуре 25 Сº и давлении 752133 Па.

5.Найдите давление, которое оказывает 45 г. неона при температуре 273 К, если его объем

составляет 1 л.

Вариант 2.

1.Водород, находится в сосуде при температуре 20 Сº , нагревают до температуры 60 С º. Найдите давление воздуха после нагревания, если до нагревания оно было равно атмосферному.

2. Давление газа в лампе 44 кПа, а его температура 47 Сº. Какова концентрация атомов газа.

3. В баллоне объемом 10 л находится гелий под давлением 1 МПа и при температуре 300 К. После

того, как из баллона было взято 10 г гелия, температура понизилась до 290 К. Определить давление гелия, оставшегося в баллоне. Молярная масса гелия 4 г/моль.

4. Какова масса воздуха,занимающего объем 0,831 м³ при температуре 290 К и давлении 150 кПа.

5. При температуре 29 Сº кислород находится под давление 4 10 5 Па. Какова плотность кислорода при данных условиях?

Предварительный просмотр:

Контрольная работа № 5: «Термодинамика».

ВАРИАНТ №1.

1 .При изобарном расширении газа на 0,5 м³ ему было передано 0,3 МДж теплоты. Вычислите изменение внутренней энергии газа, если его давление равно 200 10³Па.

2 . Внутренняя энергия водорода, находящегося при температуре 400К, составляет 900КДж.Какова масса этого газа?

3. КПД теплового двигателя равен 45%. Какую температуру имеет холодильник,если температура нагревателя равна 227 ºС.

4 . Аэростат объемом 600м³ наполнен гелием под давлением150· 10³ Па. В результате солнечного нагрева температура в аэростате поднялась от 10 ºС до 25ºС. Насколько увеличилась внутренняя энергия газа?

5. Тепловая машина имеет максимальное КПД 50 % .Определите температуру холодильника,если температура нагревателя 820 К.

ВАРИАНТ №2.

1. Газ, находящийся под давлением 50· 10³ Па, изобарно расширился на 20 л. Каково изменение его внутренней энергии, если он получил 60 ·10 ³ Дж теплоты? Как изменилась температура газа?

2. Какую внутреннюю энергию имеет 1 моль гелия при температуре 127º С.

3. Вычислите температуру нагревателя идеальной паровой машины с КПД, равным 60,8 %, если температура холодильника равна 30 ºС.

4 .Определите работу расширение 20 л газа при изобарном нагревании от 400К до 493 К. Давление газа 100 кПа.

5. При изотермическом расширении газ совершил работу, равную 20 Дж. Какое количество теплоты сообщено газу?

Предварительный просмотр:

Контрольная работа № 6 по теме: « Основы электродинамики.»

Вариант №1.

1. Электрон, двигаясь в электрическом поле, изменяет свою скорость от 200 км/с до 10000км/с. Чему равна разность потенциалов между начальной и конечной точками пути?
2. В однородном электрическом поле находится пылинка массой 40·10 -8 гр. обладает зарядом 1,6 ·10 -11 Кл. Какой должен быть по величине напряженность поля, чтобы пылинка осталась в покое.
3. Два точечных заряда 6,6 ·10 -9 Кл и 1,32·10 -8 Кл находится в вакууме на расстоянии 40 см друг от друга. Какова сила взаимодействия между зарядами?
4. Почему конденсаторы, имеющие одинаковые емкости, но рассчитанные на разные напряжения. имеют неодинаковые размеры?
5. Какую площадь должны иметь пластины плоского конденсатора для того чтобы его электроемкость была равна 2 мкФ, если между пластинами помещается слой слюды толщиной 0,2 мм? (ε =7).

Вариант №2.

1. Конденсатор электроемкостью 0,02 мкФ имеет заряд 10 -8 Кл. Какова напряженность электрического поля между его обкладками, если расстояние между пластинками конденсатора составляет 5 мм.
2. На каком расстоянии находятся друг от друга точечные заряды 5 нКл и 8 нКл, если они в воздухе взаимодействуют друг с другом с силой 2·10 -6 Н?
3. Какой должна быть напряженность поля, чтобы покоящийся электрон получил ускорение 2·10 12 м/с 2 .
4. Как разность потенциалов между двумя точками поля зависит от работы электрического поля?
5. Какую работу необходимо совершить для удаления диэлектрика с диэлектрической проницаемостью 6 из конденсатора, заряженного до разности потенциалов 1000 В? Площадь пластин 10 см 2 , расстояние между ними 2 см.

Предварительный просмотр:

Контрольная работа № 1 по теме «Магнетизм».

Вариант №1.

1. Какая сила действует на проводник длиной 0,1 м в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 2 Тл, если ток в проводнике 5 А, а угол между направлением тока и линиями индукции 30º.

2.Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 1,4 мТл в вакууме со скоростью 500км/с перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите силу, действующую на электрон, и радиус окружности по которой он движется.

3. В катушке, индуктивность которой 0,5 Гн, сила тока 6 А. Найдите энергию магнитного поля, запасенную в катушке.

4. Магнитный поток однородного поля внутри катушке с площадью поперечного сечения 10 см 2 равен 10 -4 Вб. Определите индукцию магнитного поля.

5. В однородном магнитном поле магнитная индукция равна 2 Тл и направлена под углом 30.º К вертикали, вертикально вверх движется прямой проводник массой 2 кг, по которой течет ток 4 А. Через 3 с после начала движения проводник имеет скорость 10 м/с. Определить длину проводника.

Вариант №2.

1.Вычислите силу Лоренца, действующую на протон, движущейся со скоростью 10 5 м/с в однородное магнитное поле с индукцией 0,3 Тл перпендикулярно линиям индукции.

2. В однородное магнитное поле с индукцией 0,8Тл на проводник с током 30А, длиной активной части которой 10 см, действует сила 1,5 Н. Под каким углом к вектору магнитной индукции размещен проводник?

3.Найти энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб.

4. Чему равен магнитный поток в сердечнике электромагнита, если индукция магнитного поля равна 0,5 Тл, а площадь поперечного сечения сердечника 100 см 2 ?

5.В направлении перпендикулярном линиям магнитной индукции влетает электрон со скоростью 20·10 6 м/с. Найти индукцию поля, если он описал окружность радиусом 2 см.

Предварительный просмотр:

Контрольная работа №3 по теме: «Электромагнетизм».

Вариант№1.

1. Найти энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб.

2.Трансформатор повышает напряжение с 120 В до 220 В и содержит 800 витков. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков содержится во вторичной обмотке?

3.Обмотка трансформатора, имеющая индуктивность 0,1 Гн и и подключенный к ней конденсатор емкостью 0,1 мкФ подсоединен к источнику с ЭДС и внутренним сопротивлением 10 Ом. Найдите напряжение, возникающего на конденсаторе обмотки, по отношению к ЭДС источника.

4По первичной обмотке течет ток 0,6 А, напряжение на ней 220 В. Напряжение на вторичной обмотке 11 В. Вычислите ток вторичной обмотки

5. Определение закона Фарадея- Максвелла.

Вариант№2.

1. Какой должна быть сила тока в обмотке дросселя с индуктивностью 0,5 Гн, чтобы энергия поля оказалась равной 1 Дж?

2.Понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации 10 включен в сеть с напряжением 230 В. Каково напряжение на выходе трансформатора, если сопротивление вторичной обмотке 0,2 Ом, а сопротивление полезной нагрузки 2 Ом?

3. В контуре с конденсатором 0,1 мкФ происходят колебания с максимальным током 20 мА и максимальным напряжением 20В.По данным найдите индуктивность контура.

4.Опишите принципиальную схему передачи и распространения электроэнергии на расстояния.

5. В катушке с индуктивностью 0,6Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки?

Предварительный просмотр:

Контрольная работа № 4 «Волновая оптика»

Вариант №1.

1. Дифракционная решетка содержит 500 штрихов на 1 мм. На решетку нормально падает свет с длинной волны 575 нм. Найти наибольший порядок спектра в дифрешетке.
2. Почему возникают радужные полосы в тонком слое керосина на поверхности воды?
3. Определите постоянную дифракционной решетки, если при ее освещении светом с длиной волны 656 нм спектр второго порядка виден под углом 5 0 .
4. Световые волны от двух когерентных источников с длиной волны 400 нм распространяется навстречу друг другу. Какой будет результат интерференции, если разность хода будет: а) ∆d =3 мкм; б) ∆d =3.3 мкм?
5. Показатель преломления воды для красного света 1,331, а для фиолетового 1,343. Найти скорость распространения красного и фиолетового света.

Вариант №2.

1. Определите наибольший порядок спектра,который может образовать дифракционная решетка, имеющая 500 штрихов на 1мм, если длина волны падающего света равна 590 нм. Какую наибольшую длину волны можно наблюдать в спектре этой решетки?
2. Определить угол дифракции для спектра второго порядка света натрия с длинной волны 689 нм, если на один мм дифракционной решетки приходиться пять штрихов.
3. Почему крылья стрекоз имеют радужную оболочку?
4. Два когерентные волны фиолетового света с длиной волны 400 нм достигает некоторой точки с разностью хода 1,2 мкм. Что произойдет усиление или ослабление волн?
5. Определите длину волны монохроматического света, падающего нормально на дифракционную решетку с периодом 22 мкм, ели угол между направлениями на максимумы второго порядка составляет 15 0

Предварительный просмотр:

Контрольная работа по теме № 5 « Квантовая физика»

Вариант №1.

1. Определить импульс фотона с энергией равной 1,2·10 -18 Дж.

2. Вычислить длину волны красной границы фотоэффекта для серебра.

3. Определите наибольшую скорость электрона, вылетевшего из цезия при освещении его светом длиной волны 3,31 ·10 -7 м. Работа выхода равна 2 эВ, масса электрона 9,1 ·10 -31 кг?

4. Какую максимальную кинетическую энергию имеют электроны, вырванные из оксида бария, при облучении светом частотой 1 ПГц?

5. Найти работу выхода электрона с поверхности некоторого металла, если при облучении этого материала желтым светом скорость выбитых электронов равна 0,28 ·10 6 м/с. Длина волны желтого света равна 590 нм.

Вариант №2.

1. Определите красную границу фотоэффекта для калия.

2. Определить энергию фотонов, соответствующих наиболее длинным (λ = 0,75 мкм) и наиболее коротким (λ= 0,4 мкм) волнам видимой части спектра. А. … протонов;

Б. … электронов и нейтронов;

В. … нейтронов и протонов;

Г. … - квантов.

2. Период полураспада радиоактивных ядер – это …

А. … время, в течение которого число радиоактивных ядер в образце уменьшается в 10 раз;

Б. … время, в течение которого число радиоактивных ядер в образце уменьшается в 2 раза;

В. … время, по истечении которого в радиоактивном образце останется √2 радиоактивных ядер;

Г. … время, в течение которого число радиоактивных ядер в образце уменьшается в 50 раз.

3. Найдите число протонов и нейтронов, входящих в состав изотопов магния 24 Mg; 25 Mg; 26 Mg.

4. Элемент А Х испытал два α- распада. Найдите атомный номер Ζ и массовое число А у нового атомного ядра Υ.

19 F + p → 16 O + …;

27 Al + n → 4 He + …;

14 N + n → 14 C + … .

6. Вычислите удельную энергию связи ядра атома гелия 4 Не.

2 Н + 2 Н → р + 3 Н;

6 Li + 2 H → 2 ∙ 4 He .

8. В начальный момент времени радиоактивный образец содержал N 0 изотопов радона 222 Rn. Спустя время, равное периоду полураспада, в образце распалось 1,33 ∙10 5 изотопов радона. Определите первоначальное число радиоактивных изотопов радона, которое содержалось в образце.

9. Мощность двигателя атомного судна 15 МВт, КПД 30 %. Определите месячный расход ядерного горючего при работе этого двигателя.

Вариант 2.

1. Что представляет собой α – излучение?

А. Электромагнитные волны;

Б. Поток нейтронов;

В. Поток протонов;

Г. Поток ядер атомов гелия.

2. Замедлителями нейтронов в ядерном реакторе могут быть …

А. … тяжелая вода или графит;

Б. … бор или кадмий;

В. … железо или никель;

Г. … бетон или песок.

3. Найдите число протонов и нейтронов, входящих в состав изотопов углерода 11 С; 12 С; 13 С.

4. Элемент А Х испытал два - распада. Найдите атомный номер Ζ и массовое число А у нового атомного ядра Υ.

5. Напишите недостающие обозначения в следующих реакциях:

… + р → 4 Не + 22 Na;

27 Al + 4 He → p + …;

55 Mn + … → 56 Fe + n.

6. Вычислите удельную энергию связи ядра атома кислорода 16 О.

7. Найдите энергетический выход ядерных реакций:

9 Ве + 2 Н → 10 В + n;

14 N + 4 Не → 17 О + 1 Н.

8. Определите, какая часть радиоактивных ядер распадается за время, равное трем периодам полураспада.

9. Какое количество урана 235 U расходуется в сутки на атомной электростанции мощностью 5∙10 6 Вт? КПД станции 20%.

Силы сопротивления движению поезда складываются из сил сопротивления движению локомотива и сопротивле­ния движению состава . Каждое из этих сопротивлений состоит из основного сопротивления и дополнитель­ного и . Под основным сопротивлением понимают сопротивление, которое оказывается движению поезда все­гда, независимо от того, где движется поезд: по площадке, спуску или подъему. Оно суммируется из следующих сопро­тивлений:

Воздушной среды;

От трения в буксах;

От качения колес по рельсам;

От проскальзывания колес по рельсам из-за возможной разницы в диаметрах колес;

От рельсовых стыков.

В тяговых расчетах силы сопротивления (и силы тяги тоже) принято выражать через удельные силы.

Удельная сила - это часть полной силы, приходящаяся на 1кН веса (локомотива, состава). Ее размерность Н/кН. Удельные силы основного сопротивления движению для локомотивов и вагонов и определяются по эмпирическим формулам, полученным опытным путем. Удельные силы за­висят от скорости движения, типа подшипников букс, а так же от загрузки вагонов и числа осей.

Для локомотивов удельное основное сопротивление в тяговом режиме (тяговые двигатели включены) определяют по формуле

w’0= 1,9 + 0,01v + 0,0003v 2 ,

где V - скорость движения, км/ч.

При движении с выключенными тяговыми двигателями (в режиме холостого хода) удельное сопротивление

w’ х = 2,4 + 0,011v + 0,00035v 2 .

Основное удельное сопротивление состава определяется типом вагонов, из которых состоит состав

где - соответственно доли 4-,6- и 8-осных вагонов в составе по массе; - соответственно основное удельное сопротивле­ние 4-, 6- и 8-осных вагонов.

В настоящее время почти все вагоны имеют буксы с ро­ликовыми подшипниками. Однако часть 4-осных вагонов еще эксплуатируется с буксами, имеющими подшипники скольжения. Подшипники скольжения оказывают большее, чем роликовые, сопротивление движению и недостаточно надежны, поэтому они сняты с производства.

Формулы по определению основного удельного сопро­тивления вагонов имеют вид:

четырехосные вагоны на подшипниках скольжения

четырехосные вагоны на подшипниках качения (на ро­ликовых)

шестиосные вагоны

восьмиосные вагоны

Здесь - масса, приходящаяся на одну колес­ную пару соответственно 4-, 6- и 8-осного вагона, т/ось. Для всех типов вагонов она обычно составляет 20-22 т/ось.

Учитывая наибольшую распространенность четырехос­ных вагонов, доля их в составе может составлять 0,8-0,9, доля восьмиосных - 0,1-0,15, а шестиосных (их мало пост­роено) - 0,01-0,03 (1-3 %). Из четырехосных вагонов на под­шипниках скольжения осталось не более 10-15%.

Определив удельные сопротивления локомотива и ваго­нов можно найти величину полных основных сопротивлений локомотива и состава

где - удельные сопротивления локомотива и состава соответ­ственно, Н/кН; Р и О - масса локомотива и состава, т; g = 9,81 м/с 2 - ускорение свободного падения.

Под дополнительным сопротивлением понимают сопро­тивление, которое оказывается движению поезда по подъе­му, кривым, а также при ненормальных метеорологических условиях.

Удельное сопротивление от подъема численно равно крутизне подъема, выраженной в числе тысячных (в %о). (Одна тысячная подъема (1 %о) означает, что через каждую тысячу метров поезд поднимается относительно предыдущей отметки на 1 м, А величина уклона есть тангенс угла а на­клона прямой (плоскости) над горизонталью)(рис. 50).

Рис.4.50. К определению удельного сопротивления от подъема.

Дополнительное сопротивление от подъема

При малых углах тогда

;

– уклон.

Дополнительное сопротивление, приходящееся на 1 кН веса поезда (удельное сопротивление)

Полное дополнительное сопротивление поезда

Дополнительное сопротивление от кривых возникает из--за трения гребней колесных пар о боковую грань наружного рельса, к которому колесные пары прижимаются центробеж­ной силой. Это сопротивление зависит от радиуса кривой, ее протяженности и учитывается в тяговых расчетах как со­противление от подъема (фиктивного).

Удельное сопротивление в кривых определяется по фор­муле

где S с - длина участка, на котором имеются кривые; S кр1 , S кр1… S крк -длины кривых; -радиусы кривых.

В зависимости от радиуса кривых удельное сопротивле­ние от них составляет от 0,1 до 0,8 Н/кН.

Таким образом, рассматривая поезд состоящим из массы локомотива и состава (группу сцепленных между собой ваго­нов), можно определить через удельные сопротивления сум­марное полное сопротивление движению поезда на подъеме.

Тормозные силы поезда при механическомторможении

При механическом тор­можении под действием сжатого воздуха поршни тор­мозных цилиндров через ры­чажную передачу прижимают колодки к вращающимся ко­лесам с силой К (рис. 52),

пропорциональной давлению воздуха. В месте контакта каждой колодки с колесом возникает сила трения, В р действующая против враще­ния колеса.

Где - коэффициент трения колодки о колесо.

Сила создает момент , направленный против вра­щения колеса. Его можно заменить моментом силы В 2 , прило­женной в точке касания колеса с рельсом. При наличии между колесом и рельсом силы сцепления, сила В 2 вызовет равную ей и противоположно направленную реакцию рельса - силу В, которая является внешней силой по отношению к поезду и на­зывается тормозной силой. Тормозная сила каждой колесной пары ограничена сцеплением колеса с рельсом. Если сила В 2 превысит силу сцепления колеса, начнется ее проскальзыва­ние относительно рельса, колесная пара может заклинить и начать скользить по рельсу (юз). Образуются ползуны на по­верхности катания, которые создают удары при каждом обо­ роте колеса.

Чтобы предотвратить заклинивание регламентируют силу нажатия колодок на колесо для каждого типа подвижно­го состава.

Сумму тормозных сил всех колесных пар поезда, обору­дованных тормозами, называют тормозной силой поезда.

где В 1 -тормозная сила в Н; К р - расчетная сила нажатия колодок на колесо, кН; - расчетный коэффициент трения.

Коэффициент трения колодок зависит от их типа. Для чугунных колодок

Для композиционных =0,36(v+150)/(2v+150).