Förstå koncepten

* Power: Den hastighet som arbetet utförs. I detta fall används kraften för att övervinna tyngdkraften och flytta bilen uppåt.

* arbete: Kraften appliceras på avstånd. Arbetet görs mot tyngdkraften när bilen klättrar lutningen.

* tyngdkraften: Kraften som drar bilen nedåt, beräknad som mass * acceleration på grund av tyngdkraften (9,8 m/s²).

* lutning: Ett 10% lutningsmedel för varje 100 meter rest horisontellt, vägen stiger 10 meter vertikalt.

Beräkningar

1. Beräkna tyngdkraften:

* Kraft (fg) =massa * acceleration på grund av tyngdkraften

* Fg =1500 kg * 9,8 m/s² =14700 n

2. Beräkna komponenten i tyngdkraften som verkar parallellt med lutningen:

* Denna komponent är vad bilen behöver övervinna för att stiga upp.

* Vi använder lutningsvinkeln, som kan hittas med trigonometri:

* solbränna (vinkel) =10/100 =0,1

* vinkel =arctan (0,1) ≈ 5,71 °

* Tvinga parallellt med lutning (FP) =FG * sin (vinkel)

* Fp =14700 n * sin (5,71 °) ≈ 1470 n

3. Beräkna hastigheten vid vilken bilen kan klättra:

* Kraft =kraft * hastighet

* Hastighet =kraft / kraft

* Hastighet =20 000 W / 1470 N ≈ 13,61 m / s

resultat

Bilen kan stiga upp 10% lutningen med en maximal hastighet på cirka 13,61 meter per sekund.

Viktiga anteckningar

* Denna beräkning förutsätter inga förluster på grund av friktion, luftmotstånd eller ineffektivitet i bilens drivlinje. I verkligheten kommer den faktiska maximala hastigheten att vara lägre.

* Denna beräkning ger den teoretiska maximala hastigheten. Bilens faktiska hastighet kan begränsas av faktorer som motorprestanda, växelförhållanden och föraringång.