Comprendre les concepts

* puissance: Le taux auquel les travaux sont effectués. Dans ce cas, la puissance est utilisée pour surmonter la gravité et déplacer la voiture en montée.

* travail: La force appliquée sur une distance. Les travaux se font contre la gravité lorsque la voiture grimpe sur l'inclinaison.

* force de gravité: La force tirant la voiture vers le bas, calculée comme une accélération de masse * due à la gravité (9,8 m / s²).

* Inclinaison: Une inclinaison de 10% signifie que tous les 100 mètres ont parcouru horizontalement, la route augmente de 10 mètres verticalement.

Calculs

1. Calculez la force de gravité:

* Force (fg) =masse * Accélération due à la gravité

* Fg =1500 kg * 9,8 m / s² =14700 n

2. Calculez le composant de la gravité agissant parallèle à l'inclinaison:

* Ce composant est ce que la voiture doit surmonter pour monter.

* Nous utiliserons l'angle de l'inclinaison, qui peut être trouvé en utilisant la trigonométrie:

* tan (angle) =10/100 =0,1

* angle =Arctan (0,1) ≈ 5,71 °

* Force parallèle à incliner (fp) =fg * sin (angle)

* Fp =14700 n * sin (5,71 °) ≈ 1470 n

3. Calculez la vitesse à laquelle la voiture peut grimper:

* Puissance =force * vitesse

* Velocity =Power / Force

* Velocity =20 000 W / 1470 N ≈ 13,61 m / s

Résultat

La voiture peut monter la pente de 10% à une vitesse maximale d'environ 13,61 mètres par seconde.

Notes importantes

* Ce calcul ne suppose aucune perte due à la friction, à la résistance à l'air ou à l'inefficacité dans la transmission de la voiture. En réalité, la vitesse maximale réelle sera plus faible.

* Ce calcul fournit la vitesse maximale théorique. La vitesse réelle de la voiture peut être limitée par des facteurs tels que les performances du moteur, les ratios de vitesse et l'entrée du conducteur.