Question

Четырехосный железнодорожный вагон оказывает на рельсы давление p=100 МПа. Площадь соприкосновения каждого колеса с рельсом S=8,4 см2. Определите массу вагона.

Answer 1

F = p * S 

p - давление ( 100 МПа = 100000000 Па )
S - площадь ( 8,4 см² = 0,00084 м² ------------> в одной оси 2 колеса - в 4 осях = 4 * 2 = 8 колёс = 8 * 0,00084 = 0,00672 м² )

F = 100000000 * 0,00672 = 672000 H 

m = $\frac{F}{g}$ = $\frac{672000}{10}$ = 67200 кг = 67,2 т 

Answer 2

Найдем суммарную площадь соприкосновения колес $4*2S=0,0001*4*16,8=0,00672$ кв.м.
По второму закону Ньютона имеем $0=N-mg$, $N=mg$.
По третьему закону Ньютона имеем $|F|=|N|=mg, F=mg, 8PS=mg, m =\frac{8PS}{g} = \frac{10^8*0,00672}{10} =67200$ кг $=67,2$ т.