Το αυτοκίνητο έχει μια μέγιστη ισχύ εξόδου 20kW και μάζα 1500kg σε ποια ταχύτητα μπορεί να ανέλθει σε 10 % κλίση;
Κατανόηση των εννοιών
* Power: Ο ρυθμός με τον οποίο γίνεται η εργασία. Σε αυτή την περίπτωση, η ισχύς χρησιμοποιείται για να ξεπεράσει τη βαρύτητα και να μετακινήσει το αυτοκίνητο ανηφορικό.
* Εργασία: Η δύναμη εφαρμόζεται σε απόσταση. Η εργασία γίνεται με τη βαρύτητα όταν το αυτοκίνητο ανεβαίνει στην κλίση.
* δύναμη βαρύτητας: Η δύναμη τραβώντας το αυτοκίνητο προς τα κάτω, υπολογιζόμενη ως επιτάχυνση μάζας * λόγω βαρύτητας (9,8 m/s²).
* κλίση: Ένα μέσο κλίσεως 10% για κάθε 100 μέτρα ταξίδεψε οριζόντια, ο δρόμος αυξάνεται κατακόρυφα 10 μέτρα.
Υπολογισμοί
1. Υπολογίστε τη δύναμη της βαρύτητας:
* Δύναμη (fg) =μάζα * επιτάχυνση λόγω βαρύτητας
* Fg =1500 kg * 9.8 m/s² =14700 n
2. Υπολογίστε το συστατικό της βαρύτητας που ενεργεί παράλληλα με την κλίση:
* Αυτό το στοιχείο είναι αυτό που πρέπει να ξεπεράσει το αυτοκίνητο για να ανεβεί.
* Θα χρησιμοποιήσουμε τη γωνία της κλίσης, η οποία μπορεί να βρεθεί χρησιμοποιώντας τριγωνομετρία:
* Tan (γωνία) =10/100 =0.1
* γωνία =arctan (0,1) ≈ 5,71 °
* Δύναμη παράλληλη με κλίση (FP) =FG * SIN (γωνία)
* Fp =14700 n * sin (5.71 °) ≈ 1470 n
3. Υπολογίστε την ταχύτητα στην οποία μπορεί να ανέβει το αυτοκίνητο:
* Power =Force * Velocity
* Ταχύτητα =δύναμη / δύναμη
* Ταχύτητα =20.000 w / 1470 n ≈ 13,61 m / s
αποτέλεσμα
Το αυτοκίνητο μπορεί να ανέλθει στην κλίση 10% με μέγιστη ταχύτητα περίπου 13,61 μέτρων ανά δευτερόλεπτο.
Σημαντικές σημειώσεις
* Αυτός ο υπολογισμός δεν προϋποθέτει απώλειες λόγω τριβής, αντίστασης στον αέρα ή αναποτελεσματικότητας στο σύστημα κίνησης του αυτοκινήτου. Στην πραγματικότητα, η πραγματική μέγιστη ταχύτητα θα είναι χαμηλότερη.
* Αυτός ο υπολογισμός παρέχει τη θεωρητική μέγιστη ταχύτητα. Η πραγματική ταχύτητα του αυτοκινήτου μπορεί να περιορίζεται από παράγοντες όπως η απόδοση του κινητήρα, οι αναλογίες εργαλείων και η είσοδος του οδηγού.
