Задание по теме «Описание движения локомотива»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАНДАЛАКШСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

(ГАОУ МО СПО «КИК»)

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ

по теме

«ОПИСАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЛОКОМОТИВА»

по дисциплине «ФИЗИКА»

(по специальностям технического профиля СПО)

Автор работы: преподаватель

Некрасова Вера Геннадьевна

г. Кандалакша

Методические рекомендации

по выполнению тестового задания

из раздела «Механика» по теме «Описание движения локомотива»

Предлагаемые тестовые задания разработаны в соответствии с Программой по дисциплинам «Физика» и «Электротехника» для специальностей технического профиля:

190623.01 «Машинист локомотива»,

13.02.07 «Электроснабжение» (по отраслям),

190623.04 «Слесарь-электрик по ремонту электрооборудования подвижного состава» (электровоз, электропоезд).

Задание позволяет оценить знания студентов по теме «Механическое движение и его описание». Тестовое задание рассчитано на самостоятельную работу студентов. Если тест используется для проверки знаний, то при ответах не применяются вспомогательные материалы: учебные пособия, тексты законов, справочная и дополнительная литература по предмету. На выполнение работы отводится ограниченное время.

Задание по карточке 1 «Движение железнодорожного состава» представляет собой текст из учебного пособия по физике, в который необходимо вставить физические термины для логического и грамотного рассказа. Для проверки имеется карточка с полным текстом.

Для выполнения тестового задания необходимо внимательно прочитать содержание текста. После ознакомления с текстом, следует приступить к прочтению предлагаемых вариантов терминов. Необходимо внимательно прочитать все предложенные слова и в качестве правильного ответа следует выбрать лишь одно. Свой выбор студент должен сделать в пользу верного ответа, а результат записать в тексте задания.

Критерии оценки выполненных студентами заданий определяются преподавателем с учётом уровня подготовки студентов.

Критерии оценки задания. За каждое правильно выполненное задание выставляется

1 балл. Всё задание оценивается в 20 баллов:

20 - 18 баллов (100% - 90% правильных ответов и один недочёт) - «отлично»;

19 - 16 баллов (89% - 80% правильных ответов и один недочёт) - «хорошо»;

15 - 14 баллов (79% - 60% правильных ответов) - «удовлетворительно»;

менее 14 баллов (от 59% правильных ответов) - студент не справился с работой.

Задание по карточке 2 «Автосцепка вагонов» проверяет знание студентами:

- импульса тела и силы, закона сохранения импульса, III закона Ньютона,

- трение, инерция, упругость.

Критерии оценки задания. За каждое правильно выполненное задание выставляется

1 балл. Всё задание оценивается в 10 баллов:

10 - 9 баллов (100% - 90% правильных ответов и один недочёт) - «отлично»;

8 - 7 баллов (89% - 80% правильных ответов и один недочёт) - «хорошо»;

6 - 5 баллов (79% - 60% правильных ответов) - «удовлетворительно»;

менее 5 баллов (от 59% правильных ответов) - студент не справился с работой.

Карточка 1.

Движение железнодорожного состава.

Задание. Дополните предложения в рассказе, используя предложенные слова: сила трения, сила тяжести, сила реакции, сила давления, сила упругости, дуга

окружности, по радиусу, к центру, сила сопротивления, инерция, I-ый и II-ой законы Ньютона, ускорение центростремительное, окружность.

При движении железнодорожного состава по прямолинейному участку пути с постоянной скоростью на любой вагон действует сила……………, но она уравновешивается направленной вверх силой…………….. рельсов. Сила тяги локомотива уравновешивает силу……………, которая возникает между колесной парой и рельсами. Но вот состав дошел до закругления пути. В этом месте он повернет и начнет двигаться по……………(рис 1.).Какая же сила заставляет состав изменять направление его скорости и двигаться с ускорением? Этой силой является ……………………, действующая на колеса вагона со стороны рельса. Колеса железнодорожных вагонов имеют реборду, соприкасающуюся с рельсами не сверху, а сбоку (рис.2). Пока вагон движется по прямолинейному участку пути, реборда особой роли не играет и деформируется лишь та часть колеса, которая прилегает к рельсу сверху. Пройдя точку А (рис.3), колесо, продолжая свое движение в прежнем направлении, действует на рельс ребордой и деформирует ее сбоку - рельс выгибается наружу. При этом возникает сила…………, направленная перпендикулярно боковой поверхности рельса. Эта сила и заставляет вагон двигаться по………….

Если бы колеса вагона не имели реборд, такая сила не могла бы возникнуть, и вагон непременно сошел бы с рельсов. Ускорение вагона, движущегося по закруглению, направлено по радиусу к……………………. и называется …………………….. .Сила, действующая на реборду со стороны деформированного рельса и вызывающая это ускорение, определяется по………………закону Ньютона.

Для уменьшения износа рельсов и реборд необходимо уменьшить силу………………между ними, т.е. уменьшить силу…………рельса на реборду. Для этого полотно железной дороги на закруглениях делают слегка наклонным в сторону центра закругления (рис.4). В этом случае сила.……. рельсов не уравновешивает силу……….. Их равнодействующая направлена приблизительно к центру поворота. В этом случае центростремительное ускорение вагону сообщают две силы.

После выключения двигателя (прекращения действия силы ………) поезд некоторое время движется по…………, а затем останавливается. Согласно ………… закону Ньютона на состав действует сила, направленная в сторону, противоположную скорости движения. Эта сила ………, которая сложным образом «рассредоточена» по различным частям транспортного средства: это трение колес о рельсы, трение в осях, в передающем механизме. Силу, объединяющую все эти виды трения, называют силой сопротивления качению экипажей. Для упрощения расчетов, связанных с движением транспортных машин, на практике вводят величину, называемую коэффициентом сопротивления качению экипажа. Физический смысл такой же, как и коэффициента трения скольжения: она показывает, какая часть составляет сила ………………. от силы ……………опоры.

Для железнодорожных составов коэффициент сопротивления составляет 0,002 - 0,008.

Рис.1 рис.2. рис.3. рис.4.

Карточка для проверки.

Движение железнодорожного состава.

При движении железнодорожного состава по прямолинейному участку пути с постоянной скоростью на любой вагон действует сила тяжести, но она уравновешивается направленной вверх силой реакции рельсов. Сила тяги локомотива уравновешивает силу трения, которая возникает между колесной парой и рельсами. Но вот состав дошел до закругления пути. В этом месте он повернет и начнет двигаться по дуге окружности. (рис1.). Какая же сила заставляет состав изменять направление его скорости и двигаться с ускорением? Этой силой является сила реакции, действующая на колеса вагона со стороны рельса.

Колеса железнодорожных вагонов имеют реборду, соприкасающуюся с рельсами не сверху, а сбоку (рис.2). Пока вагон движется по прямолинейному участку пути, реборда особой роли не играет и деформируется лишь та часть колеса, которая прилегает к рельсу сверху. Пройдя точку А (рис.3), колесо, продолжая свое движение в прежнем направлении, действует на рельс ребордой и деформирует ее сбоку - рельс выгибается наружу. При этом возникает сила упругости, направленная перпендикулярно боковой поверхности рельса. Эта сила и заставляет вагон двигаться по окружности. Если бы колеса вагона не имели реборд, такая сила не могла бы возникнуть и вагон непременно сошел бы с рельсов.

Ускорение вагона, движущегося по закруглению, направлено по радиусу к центру и называется центростремительным. Сила, действующая на реборду со стороны деформированного рельса и вызывающая это ускорение, определяется по второму закону Ньютона.

Для уменьшения износа рельсов и реборд необходимо уменьшить силу трения между ними, т.е. уменьшить силу давления рельса на реборду. Для этого полотно железной дороги на закруглениях делают слегка наклонным в сторону центра закругления (рис.4). В этом случае сила реакции рельсов не уравновешивает силу тяжести. Их равнодействующая направлена приблизительно к центру поворота. В этом случае центростремительное ускорение вагону сообщают две силы.

После выключения двигателя (прекращения действия силы тяги) поезд некоторое время движется по инерции, а затем останавливается. Согласно первому закону Ньютона на состав действует сила, направленная в сторону, противоположную скорости движения. Эта сила трения, которая сложным образом «рассредоточена» по различным частям транспортного средства: это трение колес о рельсы, трение в осях, в передающем механизме. Силу, объединяющую все эти виды трения, называют силой сопротивления качению экипажей. Для упрощения расчетов, связанных с движением транспортных машин, на практике вводят величину, называемую коэффициентом сопротивления качению экипажа. Физический смысл такой же, как и коэффициента трения скольжения: она показывает, какая часть составляет сила сопротивления от силы реакции опоры.

Для железнодорожных составов коэффициент сопротивления составляет 0,002 -

Рис.1 Рис.2. Рис.3. Рис.4.

Карточка 2.

Задание к рисунку «Движение вагонов».

На рисунках изображено движение железнодорожных вагонов. Для описания движения

можно применить некоторые понятия и законы из раздела «Механика».

1). Назовите законы, которые можно применить для описания движения вагонов и при их взаимодействии друг с другом во время автосцепки (рисунки а, б, в). Приведите математическую запись этих формул и законов.

2). Укажите физические явления и свойства, проявляющиеся до и после взаимодействия вагонов при автосцепки. Опишите эти явления и свойства.

рис. а.

рис.б.

рис.в.

Дополнительные сведения.

Сцепное устройство обеспечивает автоматическое сцепление электровоза

с вагонами или другими локомотивами и выполняет функцию, которая заключается в снижении продольно-динамических нагрузок в поезде с помощью поглощающего аппарата. От надежной работы автосцепного устройства зависит исправность вагонов, безопасность пассажиров, сохранность груза и, в конечном итоге, безопасность движения на железных дорогах сети. Поэтому важнейшим условием безотказной работы вагонов является своевременное выявление и ремонт неисправных поглощающих аппаратов в процессе их эксплуатации и при деповском ремонте.