Как можно вычислить мощность двигателя и силу сопротивления движению автомобиля, если он проехал 288 км со скоростью 72 км/ч, израсходовав 70 кг бензина, при этом КПД двигателя составляет 25%?

Физика 9 класс Мощность и КПД двигателей мощность двигателя сила сопротивления расчет мощности КПД двигателя расход бензина скорость автомобиля физика 9 класс задачи по физике движение автомобиля формулы физики Новый

Чтобы вычислить мощность двигателя и силу сопротивления движению автомобиля, давайте разберем задачу по шагам.

Шаг 1: Вычисление времени в пути

Первым делом определим, сколько времени автомобиль ехал. Для этого используем формулу:

время = расстояние / скорость

В нашем случае расстояние составляет 288 км, а скорость – 72 км/ч:

время = 288 км / 72 км/ч = 4 часа

Шаг 2: Вычисление работы, выполненной двигателем

Работа, выполненная двигателем, связана с энергией, содержащейся в топливе. Для этого нужно знать, сколько энергии содержится в 1 кг бензина. Обычно это значение составляет примерно 42 МДж/кг.

Теперь мы можем вычислить общую энергию, полученную от 70 кг бензина:

энергия = масса топлива * энергия на 1 кг

энергия = 70 кг * 42 МДж/кг = 2940 МДж

Шаг 3: Учет КПД двигателя

Поскольку КПД двигателя составляет 25%, это означает, что только 25% от полученной энергии используется для выполнения работы. Таким образом, работа, выполненная двигателем, будет:

работа = энергия * КПД

работа = 2940 МДж * 0.25 = 735 МДж

Шаг 4: Вычисление мощности двигателя

Теперь, чтобы найти мощность, используем формулу:

мощность = работа / время

Преобразуем 735 МДж в Вт, помня, что 1 МДж = 1 000 000 Дж, и 1 час = 3600 секунд:

мощность = 735 * 10^6 Дж / (4 * 3600 секунд) = 51 041 Вт или примерно 51 кВт

Шаг 5: Вычисление силы сопротивления

Теперь мы можем найти силу сопротивления. Для этого используем формулу:

мощность = сила * скорость

Сначала переведем скорость в м/с:

72 км/ч = 72 * (1000 м / 3600 с) = 20 м/с

Теперь подставим известные значения в формулу и найдем силу:

51 041 Вт = сила * 20 м/с

Сила = 51 041 Вт / 20 м/с = 2 552,05 Н

Итак, в результате мы получили:

• Мощность двигателя составляет примерно 51 кВт.
• Сила сопротивления движению автомобиля составляет примерно 2 552 Н.