问题
计算题
随着低碳理念的普及,学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车.通过查阅资料得知:肇庆地区太阳光垂直照射时,每平方米太阳能电池板最大可提供150W的电功率.拟设计的太阳能汽车质量是500kg,它在平直路面上最快每秒可行驶15m,行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍.该汽车的驱动电机能够将90%的电功率转化为牵引汽车前进的机械功率.若该车在平直路面上以最高速度行驶,试通过计算回答下列问题(g取10N/kg):
(1)驱动电机提供的推力是多少牛?
(2)驱动电机提供的机械功率是多少瓦?
(3)该车的太阳能电池板面积约为多大?(计算结果小数点后保留一位数字)
答案
解:
(1)汽车在行驶过程中所受到的阻力:f=0.02G ①
由重力公式可得;G=mg ②
将数据代入①②式可得 f=100N
设驱动电机提供的推力是F,由力的平衡知识可得:F=f=100N
(2)由功率计算公式可得:③
而W = Fs ④
将数据代入③④式可得:P=150W;
(3)设车的太阳能电池板的面积是S,由能量守恒关系式可得:
150Sη=P ④
将数据代入④式,可解得S≈11.1m2。