Zadanie Zadanie 5.1.3: Praca siły holowniczej działającej pod kątem na torze wodnym

Punkty
3 pkt
Dział
Energia i pęd · Praca i moc
Trudność
Poziom trudności: łatwe
Podczas manewrów w kanale portowym holownik nabrzeżny holuje barkę techniczną o masie M=8500 kgM = 8500\,\text{kg} wzdłuż nabrzeża na odcinku s=1,5 kms = 1,5\,\text{km} (1500 m1500\,\text{m}). Lina holownicza jest napięta stałą siłą F=8,0 kNF = 8,0\,\text{kN} (8000 N8000\,\text{N}) i tworzy z linią toru wodnego (kierunkiem ruchu barki) stały kąt α=45∘\alpha = 45^\circ. a) Oblicz pracę WW wykonaną przez siłę uciągu liny na całym odcinku holowania (w MJ\text{MJ}). b) Wskaż, która z podanych w treści zadania wielkości fizycznych nie jest potrzebna do obliczenia pracy siły uciągu, i podaj uzasadnienie fizyczne.

Treść zadania

Podczas manewrów w kanale portowym holownik nabrzeżny holuje barkę techniczną o masie M=8500 kgM = 8500\,\text{kg} wzdłuż nabrzeża na odcinku s=1,5 kms = 1,5\,\text{km} (1500 m1500\,\text{m}). Lina holownicza jest napięta stałą siłą F=8,0 kNF = 8,0\,\text{kN} (8000 N8000\,\text{N}) i tworzy z linią toru wodnego (kierunkiem ruchu barki) stały kąt α=45∘\alpha = 45^\circ. Polecenia: a) Oblicz pracę WW wykonaną przez siłę uciągu liny na całym odcinku holowania. Wynik podaj w megadżulach (MJ\text{MJ}) z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. b) Wskaż, która z podanych w treści zadania wielkości fizycznych nie jest potrzebna do obliczenia pracy siły uciągu, i podaj uzasadnienie fizyczne.

Odpowiedź i wynik końcowy

a) W≈8,49 MJW \approx 8,49\,\text{MJ} (8 485 281 J8\,485\,281\,\text{J}) b) Daną nadmiarową jest masa barki M=8500 kgM = 8500\,\text{kg}. Praca siły zależy wyłącznie od wartości siły FF, przemieszczenia ss oraz kąta α\alpha, a nie od masy poruszanego ciała. a: a) W≈8,49 MJW \approx 8,49\,\text{MJ} (8 485 281 J8\,485\,281\,\text{J}) b: b) Daną nadmiarową jest masa barki M=8500 kgM = 8500\,\text{kg}. Praca siły zależy wyłącznie od wartości siły FF, przemieszczenia ss oraz kąta α\alpha, a nie od masy poruszanego ciała.