单选题
列车在坡道上运行,受到的单位附加阻力wi,其单位是().
A
kn
B
kg
C
N
D
N/Kn
答案解析
正确答案:D
解析:
**解析:**
在列车运行阻力计算中,阻力通常分为基本阻力和附加阻力。为了便于不同重量列车的比较和计算,工程上常使用**单位阻力**的概念。
1. **定义分析**:
* **总阻力** ($W$):指列车受到的全部阻力,其物理量纲为力,国际单位是牛顿 (N),工程中常用千牛 (kN)。
* **单位阻力** ($w$):指**单位重量**的列车所受到的阻力。其计算公式通常为 $w = \frac{W}{G}$,其中 $W$ 为总阻力,$G$ 为列车重力(或重量)。
2. **单位推导**:
* 分子 $W$ 的单位是力的单位,如牛顿 (N) 或千牛 (kN)。
* 分母 $G$ 的单位也是力的单位(因为重量即重力),如牛顿 (N) 或千牛 (kN)。
* 因此,单位阻力 $w$ 的量纲是 $\frac{\text{力}}{\text{力}}$,它是一个无量纲数或者表示为“力/力”的形式。
* 在铁路牵引计算惯例中,为了方便数值表达,通常规定:
* 阻力 $W$ 用 **牛顿 (N)** 表示;
* 列车重量 $G$ 用 **千牛 (kN)** 表示(或者吨力,但在国际单位制衍生中常对应 kN)。
* 或者更常见的行业习惯是:单位阻力 $w$ 定义为 **每千牛列车重量所受到的牛顿数**。即 $w$ 的单位写作 **N/kN**。
3. **选项分析**:
* A. **kN**:这是力的单位,用于表示总阻力,不是单位阻力。
* B. **kg**:这是质量单位,与阻力单位无关。
* C. **N**:这是力的单位,用于表示总阻力。
* D. **N/kN**:这表示“牛顿每千牛”,即每 1 kN 的列车重量受到多少牛顿的阻力。这正是单位附加阻力 $w_i$ 的标准表示单位。虽然从纯物理量纲上看 N/kN 等于 $10^{-3}$ (无量纲),但在工程应用中,保留 N/kN 能直观反映“单位重量下的阻力大小”。
**结论:**
列车在坡道上运行的单位附加阻力 $w_i$,其单位是 **N/kN**。
故正确答案为 **D**。
相关知识点:
列车坡道阻力单位N/Kn
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