Question

Para que un coche de 2000 kg pueda mantener una velocidad constante de
65 km· h-1 debe realizarse trabajo contra las fuerzas disipativas a una tasa de
9 kw. (a)¿cuánto valen las fuerzas disipativas? (b)el rendimiento de un
motor de gasolina es tan sólo del 20%, parte de la potencia se pierde en la
transmisión y en los engranajes, y se necesita cierta potencia adicional para
hacer funcionar las luces, el generador, la bomba de agua y otros accesorios.
por consiguiente, tan sólo un 12'5% de la energía obtenida al quemar gasolina
se utiliza de hecho para mantener el coche en marcha. ¿qué distancia puede
recorrer el coche a esta velocidad con n litro de gasolina, que contiene
3'4x107 j de energía química? a)f = 498n ,b)d = 8.53km

Answer 1

La magnitud de la fuerza disipativa total es de 498N y con un litro de gasolina se puede recorrer una distancia de 8,53km.

Explicación:

Si el coche se mueve con velocidad constante, la fuerza total sobre él es 0, por lo que las fuerzas motrices igualan a las fuerzas disipativas. Entonces queda:

$P=F_{mot}.v=F_{dis}.v\\\\P=F_{dis}.v$

La velocidad en unidades MKS es:

$v[\frac{m}{s}]=65\frac{km}{h}.\frac{1000m}{1km}\frac{1h}{3600s}=18,1\frac{m}{s}$

Entonces la magnitud de la fuerza disipativa total es:

$F_{dis}=\frac{P}{v}=\frac{9000W}{18,1\frac{m}{s}}\\\\F_{dis}=498N$

Entonces la fuerza motriz es también de 498N, si ella es constante, la energía invertida para mantener al coche en movimiento es:

$W=F.d$

Donde F es la fuerza y d es la distancia, si el 12,5% de los 34MJ de energia que nos provee la gasolina se utilizan para mantener al coche en movimiento, la distancia que se puede recorrer con un litro es:

$d=\frac{W}{F}=\frac{3,4\times 10^{7}J.0,125}{498N}\\\\d=8534m=8,53km$