问题标题：
（力学问题）在第19届中国北京科技产业博览会上，一项“中国原创”重大发明成为世界媒体的焦点！全新亮相的“巴铁”（如图）吸引了世界的关注．“巴铁”是一种采用电力驱动的大运
问题描述：
（力学问题）在第19届中国北京科技产业博览会上，一项“中国原创”重大发明成为世界媒体的焦点！全新亮相的“巴铁”（如图）吸引了世界的关注．“巴铁”是一种采用电力驱动的大运量宽体高架电车，上层载客，下层镂空，马路上的小汽车在它的“肚子”里自由穿行．设计最快时速72km/h，“巴铁”牵引机系统采用直流电动机作动力，车顶层覆盖太阳能光伏系统，为车内照明系统提供电能，其相关技术参数如下：
| 电机额定电压 | 电机平均工作电流 | 车体总长 | 有效载货 |
| 直流1000V | 150A | 48m | 50000kg |
| 光伏电池有效面积 | 光伏电池的光电转换效率 | 照明系统总功率||
| 80m2 | 40% |
（2）如果“巴铁”正在以54km/h匀速行驶在笔直的马路上，一辆长2m的小汽车同向以72km/h的速度匀速通过巴铁的“肚子”，需多长时间？
（3）若行驶中的巴铁总质量为60t，则以最快速度匀速行驶50km，所受阻力为巴铁总重7.5×10-3倍，巴铁牵引机的功率为多少？
（4）为满足“巴铁”的照明系统同时正常工作，则光伏电池每平方米每小时需获得的太阳能为多少？
杜振宁回答：
（1）上坡前关闭发动机，但因为巴铁具有惯性，仍要保持原来的运动状态，所以能冲上缓坡；
出站时，巴铁在站台上具有一定的高度，具有较大的重力势能；巴铁下坡时高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能，可以使火车动能增大，从而使运动速度增大．综上分析可知，出站利用其在站台上具有的重力势能实现无动力启动，达到低碳节能．
（2）v巴铁=54km/h=15m/s，v汽车=72km/h=20m/s，
小汽车完全通过巴铁的“肚子”时通过的距离：s=L巴铁+L汽车=48m+2m=50m，
根据v=st
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