Inzicht in de concepten

* Power: Het tarief waarmee werk wordt gedaan. In dit geval wordt de kracht gebruikt om de zwaartekracht te overwinnen en de auto bergop te verplaatsen.

* werk: De kracht werd over een afstand uitgeoefend. Werk wordt gedaan tegen de zwaartekracht wanneer de auto de helling beklimt.

* zwaartekracht: De kracht trekt de auto naar beneden, berekend als massa * versnelling als gevolg van de zwaartekracht (9,8 m/s²).

* helling: Een helling van 10% betekent voor elke 100 meter horizontaal gereisd, de weg stijgt 10 meter verticaal.

Berekeningen

1. Bereken de zwaartekracht:

* Kracht (fg) =massa * versnelling door zwaartekracht

* Fg =1500 kg * 9,8 m/s² =14700 n

2. Bereken de component van de zwaartekracht die parallel aan de helling werkt:

* Deze component is wat de auto moet overwinnen om te stijgen.

* We zullen de hoek van de helling gebruiken, die te vinden is met behulp van trigonometrie:

* tan (hoek) =10/100 =0.1

* hoek =arctan (0,1) ≈ 5,71 °

* Kracht parallel aan helling (fp) =fg * sin (hoek)

* Fp =14700 n * sin (5.71 °) ≈ 1470 n

3. Bereken de snelheid waarmee de auto kan klimmen:

* Kracht =kracht * snelheid

* Snelheid =kracht / kracht

* Snelheid =20.000 w / 1470 n ≈ 13,61 m / s

resultaat

De auto kan de helling van 10% stijgen met een maximale snelheid van ongeveer 13,61 meter per seconde.

belangrijke opmerkingen

* Deze berekening veronderstelt geen verliezen als gevolg van wrijving, luchtweerstand of inefficiëntie in de aandrijving van de auto. In werkelijkheid zal de werkelijke maximale snelheid lager zijn.

* Deze berekening biedt de theoretische maximale snelheid. De werkelijke snelheid van de auto kan worden beperkt door factoren zoals motorprestaties, overbrengingsverhoudingen en de ingang van de bestuurder.