Як визначити силу тяги, яку розвиває електромотор дитячого електромобіля, що рухається з постійною швидкістю
Як визначити силу тяги, яку розвиває електромотор дитячого електромобіля, що рухається з постійною швидкістю і пройшовши 60 м за 30 с? Електромотор живиться від батареї акумуляторів з напругою виходу 12 В, середня сила струму в двигуні становить 7 А, а коефіцієнт корисної дії (ККД) двигуна - 60%. Прошу записати фізичні формули для розрахунку та здійснити необхідні обчислення.
Ангелина 18
Для визначення сили тяги \(F_t\), яку розвиває електромотор дитячого електромобіля, скористаємося формулою:\[F_t = \frac{P}{v},\]
де \(P\) - потужність електромотора, а \(v\) - швидкість руху електромобіля.
Потужність електромотора можна визначити за допомогою формули:
\[P = U \cdot I,\]
де \(U\) - напруга, з якою живиться електромотор, а \(I\) - сила струму, що проходить через нього.
Спочатку знайдемо потужність електромотора:
\[P = 12 \, \text{В} \cdot 7 \, \text{А} = 84 \, \text{Вт}.\]
Тепер знайдемо швидкість руху електромобіля. За формулою:
\[v = \frac{s}{t},\]
де \(s\) - відстань, яку проходить електромобіль, а \(t\) - час, за який ця відстань проходиться.
Підставивши відомі значення, отримаємо:
\[v = \frac{60 \, \text{м}}{30 \, \text{с}} = 2 \, \text{м/с}.\]
Тепер можемо обчислити силу тяги:
\[F_t = \frac{84 \, \text{Вт}}{2 \, \text{м/с}} = 42 \, \text{Н}.\]
Таким чином, сила тяги, яку розвиває електромотор дитячого електромобіля, складає 42 Н.