Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 13446
2020-02-22 
При сгорании 1 кг бензина выделяется количество теплоты $4 \cdot 10^{7} Дж$. Плотность бензина 0,8 кг/л. Автомобиль "Жигули" массой 900 кг при езде по прямой дороге на крейсерской скорости 90 км/ч расходует 7 л на каждые 100 км в безветренную погоду. КПД двигателя автомобиля 30 %. При движении с постоянной скоростью мощность нужна для того, чтобы преодолевать трение о воздух. На сколько больше бензина будет тратить автомобиль, если он будет ехать с той же скоростью в горку с подъемом 1 м на каждые 100 м пути при встречном ветре со скоростью 10 м/с?
Решение:
За один час автомобиль поднимется в поле тяжести на высоту 900 м, при этом его потенциальная энергия увеличится на $\Delta U = 8,1 МДж$. На это потребуется дополнительно сжечь
$V = \frac{ \Delta U m}{Q \rho} = \frac{8,1 МДж \cdot 1 кг}{40 МДж \cdot 0,8 кг/л} \approx 0,25 л$
бензина. При той же скорости автомобиля относительно дороги его скорость относительно воздуха стала больше на 10 м/с = 36 км/ч. В относительном выражении сила сопротивления воздуха выросла в $\left ( \frac{90 + 36}{90} \right )^{2} = 1,96$ раза, т.е. потери на трение стали почти в 2 раза больше. И поэтому потребуется еще сжечь $0,96 \cdot 7 л = 6,72 л$ бензина.
Итого, нужно потратить
$(7 + 0,25 + 6,72) л = 13,97 л \approx 14 л$ бензина.
Конечно, ситуация, при которой 90 км прямой дороги имеют совершенно одинаковый наклон к горизонту и в течение одного часа ветер не меняет направления, встречается редко. Но это все-таки задача по физике, а не по географии.
При сгорании 1 кг бензина выделяется количество теплоты $4 \cdot 10^{7} Дж$. Плотность бензина 0,8 кг/л. Автомобиль "Жигули" массой 900 кг при езде по прямой дороге на крейсерской скорости 90 км/ч расходует 7 л на каждые 100 км в безветренную погоду. КПД двигателя автомобиля 30 %. При движении с постоянной скоростью мощность нужна для того, чтобы преодолевать трение о воздух. На сколько больше бензина будет тратить автомобиль, если он будет ехать с той же скоростью в горку с подъемом 1 м на каждые 100 м пути при встречном ветре со скоростью 10 м/с?
Решение:
За один час автомобиль поднимется в поле тяжести на высоту 900 м, при этом его потенциальная энергия увеличится на $\Delta U = 8,1 МДж$. На это потребуется дополнительно сжечь
$V = \frac{ \Delta U m}{Q \rho} = \frac{8,1 МДж \cdot 1 кг}{40 МДж \cdot 0,8 кг/л} \approx 0,25 л$
бензина. При той же скорости автомобиля относительно дороги его скорость относительно воздуха стала больше на 10 м/с = 36 км/ч. В относительном выражении сила сопротивления воздуха выросла в $\left ( \frac{90 + 36}{90} \right )^{2} = 1,96$ раза, т.е. потери на трение стали почти в 2 раза больше. И поэтому потребуется еще сжечь $0,96 \cdot 7 л = 6,72 л$ бензина.
Итого, нужно потратить
$(7 + 0,25 + 6,72) л = 13,97 л \approx 14 л$ бензина.
Конечно, ситуация, при которой 90 км прямой дороги имеют совершенно одинаковый наклон к горизонту и в течение одного часа ветер не меняет направления, встречается редко. Но это все-таки задача по физике, а не по географии.
