1. 计算汽车在最大速度下的阻力。
首先,计算汽车受到的空气阻力:
F_air = 0.5 * ρ * A * Cd * v²
其中,ρ为空气密度,取1.2kg/m³;A为汽车的有效横截面积,假设为2m²;Cd为空气阻力系数,取0.3;v为汽车速度,取40m/s。
代入计算可得:
F_air = 0.5 * 1.2 * 2 * 0.3 * 40² ≈ 1152N
然后,计算汽车受到的轮胎滚动阻力:
F_rolling = m * g * f_rolling
其中,m为汽车质量,取2t(即2000kg);g为重力加速度,取9.8m/s²;f_rolling为轮胎滚动阻力系数,取0.01。
代入计算可得:
F_rolling = 2000 * 9.8 * 0.01 ≈ 196N
因此,汽车在最大速度下的总阻力为:
F_total = F_air + F_rolling ≈ 1348N
2. 计算汽车在最大速度下的输出功率。
根据牛顿第二定律,汽车在最大速度下的加速度为:
a = F_total / m ≈ 0.674m/s²
根据动力学公式,汽车在最大速度下的输出功率为:
P_out = F_total * v / η ≈ 43.1KW
其中,η为动力学效率,取0.8。
因此,这辆汽车在最大速度下的输出功率为43.1KW。
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