Question

Игрушечный электромобиль массой 200 грамм начинает двигаться вверх по наклонной плоскости с углом при основании 30 градусов и на пути 1 метр набирает скорость 10 сантиметров в секунду. Коэффициент сопротивления его движению 0.02, КПД двигателя 80%. Найти напряжение на зажимах батарейки при силе тока в цепи электродвигателя 0.5 Ампер

Answer 1

m=200 г =0,2 кг

S=1 м

V₀=0 м/с

V₁=10 см/с=0,1 м/с

µ=0,02

кпд=80%

J=0,5 А

 

F=Fтяж+Fтр=Fтяж+µFтяж=Fтяж(1+µ) -векторная запись

F=Fтяж(1+µ)cos30=mg(1+µ)cos30=0.2*9.8(1+0.02)√3/2=1.73 H -сила прикладываемая к машине.

А₁=FS=1.73*1=1.73 Дж -работа по перемещению машины

 

h=Ssin30=1*0.5=0.5 м высота подъема машины на пути в 1 м

А₂=mgh=0.2*9.8*0.5=0.98 Дж - работа против сил тяжести.

 

A₃=mV₁²/2=0.2*0.1²/2=0.001 Дж -работа на кинетическую энергию

 

Аобщ=1,73+0,98+0,001=2,711 Дж

S=Vt/2  ⇒ t=2S/V=2*1/0.1=20 c -машина преодолела S=1м

 

Р=А/t=2.711/20=0.13555 Вт мощность необходимая для совершения работы А

кпд=Рполез/Рполное

Рпол=0,13555/0,8=0,17 Вт развивает двиг. машины

Р=U*J

U=P/J=0.17/0.5=0.34 В апряжение на зажимах батарейки