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物理の問題です

物理の問題で躓いているのですが、 重量400tの列車を引っ張って、水平の線路を60km/hで進む機関車の動力は何PSか。また、上りこう配5/1000の坂道を36kmで登るにはなんPS必要か。ただし、走行抵抗を6kgf/tとする。 という問題なのですが、ヒントで必要とする動力は、重力単位の路線抵抗に比例する。(重量ではない) と言われました。 考え方が間違えているようで全くわからないので教えていただければうれしいです。

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  • okormazd
  • ベストアンサー率50% (1224/2412)
回答No.1

動力=仕事/時間=(抵抗)力×距離/時間=(抵抗)力×速度 としよう。 (抵抗)力(単位質量当り)=6[kgf/t]=6[kg]×9.8[m/s^2]/1000[kg]=0.0588[kg・m/(s^2・kg])=0.0588[N/kg] (抵抗)力=0.0588[N/kg]×400[t]×10^3[kg/t]=2.35×10^4[N] この力に逆らって、 60[km/h]×10^3[m/km]/(3.6×10^3[s/h])=16.7[m/s] の速度で走るのだから、 動力=2.35×10^4[N]×16.7[m/s]=3.92×10^5[N・m/s]=3.92×10^5[J/s]=3.92×10^5[W] 3.92×10^5[W]/735.5[W/PS]=533[PS] 坂道の方 (抵抗)力が重力の分 9.8[m/s^2]×5/1000=0.049[kg・/s^2・kg]=0.049[N/kg] だけ大きくなるだけじゃないか。 単位も計算する。 [km/h]×[m/km]/[s/h]=[m/s] たぶん、こんなんだと思う。

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