Скорость автомобиля составляет 72 км/ч. В то же время, двигатель развивает силу тяги в 500 Н. КПД двигателя составляет
Скорость автомобиля составляет 72 км/ч. В то же время, двигатель развивает силу тяги в 500 Н. КПД двигателя составляет 25 %. а) Какая развиваемая мощность?
Пётр 11
Чтобы решить эту задачу, нам понадобится воспользоваться формулой для расчета мощности.Мощность (P) вычисляется, как произведение силы (F) на скорость (v):
\[ P = F \cdot v \]
Поскольку задача даёт данные о скорости и силе, мы можем воспользоваться этой формулой.
1. Сначала нам нужно выразить скорость в м/с, так как в задаче дана скорость в км/ч. Для этого воспользуемся следующим преобразованием:
1 км = 1000 метров, 1 час = 3600 секунд.
Таким образом, чтобы перевести скорость из км/ч в м/с, нужно разделить значение скорости на 3,6.
В нашем случае скорость равна 72 км/ч, поэтому:
\( v = \frac{72}{3.6} = 20 \, \text{м/с} \)
2. Далее нам нужно выразить силу в ваттах (Вт), так как мощность выражается в ваттах. Для этого мы используем такое определение ватта:
1 Вт = 1 Дж/сек.
Таким образом, чтобы перевести силу из Ньютона в ватты, нужно умножить значение силы на скорость.
В нашем случае сила равна 500 Ньютонов, поэтому:
\( F = 500 \, \text{Н} \)
3. Мощность (P) вычисляется, как произведение силы (F) на скорость (v):
\( P = F \cdot v \)
Подставим значения:
\( P = 500 \, \text{Н} \cdot 20 \, \text{м/с} = 10000 \, \text{Вт} \)
Однако в задаче упоминается КПД двигателя, который составляет 25 %. КПД (Коэффициент Полезного Действия) - это отношение полезной работы к затраченной энергии.
4. Чтобы учесть КПД двигателя, умножим рассчитанную мощность на КПД:
\( P_{\text{полезная}} = P \cdot \text{КПД} \)
В нашем случае КПД равно 25 %, что в десятичном виде составляет 0,25. Подставим значения:
\( P_{\text{полезная}} = 10000 \, \text{Вт} \cdot 0,25 = 2500 \, \text{Вт} \)
Таким образом, развиваемая мощность равна 2500 Вт.