Question

Автомобиль массовой 3000кг достигает скорость 72 км/ч, пройдя путь 500 м. Коэффициент трения 0,01. Какую работу при этом совершает двигатель автомобиля?​

Answer 1

Ответ:

Aд=1,35 МДж

Объяснение:

m=3000 кг

S=500 м

V=72 км/час=20 м/с

g=10 м/с²

μ=0,01  

Aд=?

Работа двигателя автомобиля затрачивается на преодоление работы сил трения и изменение кинетической энергии автомобиля, т.е. Aд=ΔWк+Атр. Считаем, что автомобиль начал движение из состояния покоя, тогда ΔWк=m*V²/2. Атр=Fтр*S=μ*m*g*S ⇒ Aд=m*V²/2+μ*m*g*S=3000*20²+0,01*3000*10*500=1350000 Дж=1,35 МДж

Answer 2

Для того чтобы вычислить работу, которую совершает двигатель автомобиля, нам необходимо учесть потери энергии на преодоление трения и силу тяги, которая обеспечивает движение автомобиля с постоянной скоростью.

Работа двигателя автомобиля равна сумме работы, которая компенсирует потери на трение и работы, необходимой для увеличения кинетической энергии автомобиля до его текущей скорости.

1. Рассчитаем работу, потраченную на преодоление трения:

Работа на преодоление трения = Сила трения × путь

Сила трения = коэффициент трения × нормальная сила Нормальная сила = масса автомобиля × ускорение свободного падения (обычно принимается 9,8 м/с²)

Нормальная сила = 3000 кг × 9,8 м/с² ≈ 29400 Н

Сила трения = 0,01 × 29400 Н ≈ 294 Н

Работа на преодоление трения = 294 Н × 500 м ≈ 147000 Дж

2. Рассчитаем работу, необходимую для увеличения кинетической энергии автомобиля:

Кинетическая энергия (кинетическая энергия) = (1/2) × масса автомобиля × (скорость)²

Кинетическая энергия (начальная) = (1/2) × 3000 кг × (0 км/ч)² = 0 Дж (начальная скорость равна 0 км/ч)

Кинетическая энергия (конечная) = (1/2) × 3000 кг × (72 км/ч)² ≈ 7776000 Дж

Работа на увеличение кинетической энергии = Кинетическая энергия (конечная) - Кинетическая энергия (начальная) ≈ 7776000 Дж - 0 Дж ≈ 7776000 Дж

3. Работа двигателя автомобиля:

Работа двигателя = Работа на преодоление трения + Работа на увеличение кинетической энергии Работа двигателя ≈ 147000 Дж + 7776000 Дж ≈ 7923000 Дж

Таким образом, двигатель автомобиля совершает примерно 7,923,000 Дж (джоулей) работы при движении на скорости 72 км/ч и пройденном пути 500 м при коэффициенте трения 0,01.