“五•一”期间,爸爸开车带着李兵从安阳市区出发沿安林高速到林州“红旗街”旅游,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8×103kg,车轮与地面的总接触面积为0.09m2,当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时,汽车发动机牵引力为1000N,效率为30%,汽油的热值为4.6×107 J/kg(假设汽油完全燃烧,g取10N/kg).求:
(1)汽车静止时对路面的压强.
(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率.
(3)若汽车按照这种方式行驶,这次旅行全程往返250km,牵引力做的功是多少?李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg?
(1)汽车对地面的压力为
F=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N
汽车对地面的压强为
P=
=F S
=2×105Pa 1.8×104N 0.09m2
(2)
汽车行驶的速度为
v=90km/h=25m/s
汽车牵引力的功率为
P=Fv=1000N×25m/s=2.5×104W
(3)
汽车牵引力所做的功为
W=FS=1000N×2.5×105m=2.5×108J
行驶过程中需要的热量为Q=
=W η
=8.3×108J2.5×108J 30%
需要汽油
m=
=Q q
≈18kg8.3×108J 4.6×107J∕kg
答:
(1)汽车静止时对路面的压强2×105Pa;
(2)汽车牵引力的功率为2.5×104W;
(3)需要至少加18kg汽油.