Comprender los conceptos

* potencia: La tasa a la que se realiza el trabajo. En este caso, la potencia se usa para superar la gravedad y mover el automóvil cuesta arriba.

* trabajo: La fuerza se aplica a distancia. El trabajo se realiza contra la gravedad cuando el automóvil sube la inclinación.

* Fuerza de gravedad: La fuerza tira del automóvil hacia abajo, calculada como aceleración de masa * debido a la gravedad (9.8 m/s²).

* inclinación: Una inclinación del 10% significa cada 100 metros recorridos horizontalmente, el camino aumenta 10 metros verticalmente.

Cálculos

1. Calcule la fuerza de la gravedad:

* Fuerza (fg) =masa * aceleración debido a la gravedad

* FG =1500 kg * 9.8 m/s² =14700 N

2. Calcule el componente de la gravedad que actúa paralelo a la inclinación:

* Este componente es lo que el automóvil debe superar para ascender.

* Usaremos el ángulo de la inclinación, que se puede encontrar usando trigonometría:

* Tan (ángulo) =10/100 =0.1

* ángulo =arctan (0.1) ≈ 5.71 °

* Fuerza paralela a inclinar (fp) =fg * sin (ángulo)

* Fp =14700 n * sin (5.71 °) ≈ 1470 N

3. Calcule la velocidad a la que el automóvil puede subir:

* Potencia =fuerza * velocidad

* Velocity =Power / Force

* Velocity =20,000 w / 1470 N ≈ 13.61 m / s

resultado

El automóvil puede ascender el 10% de inclinación a una velocidad máxima de aproximadamente 13.61 metros por segundo.

Notas importantes

* Este cálculo no asume pérdidas debido a la fricción, la resistencia al aire o la ineficiencia en la transmisión del automóvil. En realidad, la velocidad máxima real será menor.

* Este cálculo proporciona la velocidad máxima teórica. La velocidad real del automóvil puede estar limitada por factores como el rendimiento del motor, las relaciones de engranajes y la entrada del conductor.