Un automobil cu masa de 2576 kilograme se deplasează rectiliniu și uniform, pe orizontală, cu viteza de 72 Km/h, iar forțele de frecare reprezintă 10% din greutatea automobilului. Consideră că accelerația gravitațională are valoarea g ≅ 10 N pe kg.

Un automobil cu masa de 2576 kilograme se deplasează rectiliniu și uniform, pe orizontală, cu viteza de 72 Km/h, iar forțele de frecare reprezintă 10% din greutatea automobilului. Consideră că accelerația gravitațională are valoarea g ≅ 10 N pe kg. 

Cerinte:

1. Identifică forțele ce acționează asupra automobilului și calculează modulul fiecăreia.

2. Calculează lucrul mecanic efectuat de forța de tracțiune în timp de o oră. 

3. Determină puterea motorului exprimată în W și în CP. 

4. Găsește relația de legătură dintre forța de tracțiune a motorului, viteza mașinii și puterea motorului. 

5. Pentru o putere constantă a motorului mașinii, în ce situație atinge mașina viteza maximă?

Rezolvare

1. Fortele ce actioneaza asupra automobilului sunt forta de tractiune, forta de frecare, si forta gravitationala (greutatea automobilului). Modulul fortelor poate fi calculat astfel:

Forta de tractiune: necunoscuta
Forta de frecare: 2576 kg * 10% * 10 N/kg = 2576 N
Forta gravitationala (greutatea automobilului): 2576 kg * 10 N/kg = 25,760 N


2. Lucrul mecanic efectuat de forta de tractiune intr-o ora poate fi calculat utilizand formula lucrului mecanic: 

L = F * d

Distanta parcursa intr-o ora la viteza de 72 Km/h este de:

 72 km * 1000 m/km = 72,000 m

Lucrul mecanic efectuat de forta de tractiune intr-o ora va fi: 

Forta de tractiune * 72,000 m





3. Puterea motorului poate fi calculata utilizand formula puterii: 

P = L / T 

unde:

L = lucrul mecanic

T = timp

Daca lucrul mecanic efectuat de forta de tractiune intr-o ora este cunoscut, puterea motorului poate fi calculata ca: 

Putere = (Forta de tractiune * 72,000 m) / (1 h) = Forta de tractiune * 72,000 W


4. Relatia dintre forta de tractiune a motorului, viteza masinii si puterea motorului poate fi exprimata prin formula: 

Putere = Forta de tractiune * Viteza


5. Pentru o putere constanta a motorului masinii, viteza maxima va fi atinsa atunci cand rezistenta la mers (frictiunea si rezistenta aerului) sunt minime.

Probleme rezolvate fizica clasa a-8-a

Probleme si exercitii rezolvate