2018-10-12
Автомобиль массой 2 т движется в гору с уклоном 4 м на каждые 100 м пути. Коэффициент трения равен 0,08. Определить работу, совершенную двигателем на пути 3 км, и развиваемую им мощность, если этот путь был пройден за 4 мин.
Решение:
Работа, совершаемая двигателем автомобиля, равна $A = Fs$, где $F$ - сила тяги, развиваемая автомобилем при движении в гору, $s$ - пройденный путь. Сила тяги равна сумме двух сил: составляющей веса автомобиля, направленной параллельно плоскости горы, $F_{1} = mg \frac{h}{l}$ и силе трения $F_{тр} = P_{н}k$, где $P_{н}$ - сила нормального давления, $k$ - коэффициент трения.
$F = mg \frac{h}{l} + P_{н}k; P_{н} = mg \frac{ \sqrt{l^{2} - h^{2} } }{l}$;
$F = \frac{mg}{l} (h + k \sqrt{l^{2} - h^{2} } )$, откуда $A = \frac{mgs}{l} (h + k \sqrt{l^{2} - h^{2}})$.
Но так как $h \ll l$, то $A \approx \frac{mgs(h + lk)}{l}; N \approx \frac{mgs(h + lk) }{lt}$.
$A \approx 7,2 \cdot 10^{3} кДж; N \approx 30 кВт$.