Un automóvil de 900 kg acelera uniformemente desde el reposo a una velocidad de 30 m / s en 15 segundos. ¿Cuál es su poder?

Recuerda, en física no solo quieres memorizar un método, quieres entender el proceso de pensamiento. Así que pensemos bien.

El poder es el cambio de energía con el tiempo. Entonces, ¿de qué manera está cambiando la energía? ¿El objeto está subiendo o bajando y, por lo tanto, cambiando la energía potencial? ¿Se está volviendo más brillante o más tenue y por lo tanto está cambiando la energía eléctrica? No, lo que está sucediendo aquí es que algo se está acelerando, por lo que está cambiando la energía cinética.

La pregunta establece que el objeto comienza en reposo. Entonces comienza con 0 J de energía cinética. Termina a 30 m / s. Entonces calcule la energía cinética usando

[matemáticas] E = 1/2 mv ^ 2 [/ matemáticas]

Tienes suficiente información aquí para calcular eso. Entonces, ahora sabemos cuál es el cambio en la energía, es lo que calcule que la energía cinética sea menos la energía inicial de cero.

Regrese a nuestras definiciones: el poder es el cambio de energía con el tiempo. Entonces divida su cambio de energía por 15 segundos. Usando un par de trucos matemáticos fáciles, puedo ver que la respuesta debe ser de aproximadamente 27,000 vatios (aquí está la pista, haga el cálculo al final, un total de 30 termina cancelando y solo tiene 900 veces 30, que es 9 multiplicado por 3 más 3 ceros).

Cuando hablamos de poder, hay dos tipos:

  1. Potencia promedio: este es el promedio de potencia del motor suministrado durante un período de tiempo particular. En este caso, será la tasa promedio de ganancia de energía del automóvil. Como no se proporciona información sobre la elevación, consideramos que toda la energía se convierte en energía cinética. Por lo tanto, la potencia promedio será la ganancia en energía cinética dividida por el lapso de tiempo total. es decir, P (promedio) = ∆KE / t = (1/2) (900) (30²-0²) / 15 = 27 KW
  2. Potencia instantánea: es la potencia del motor que se está desarrollando actualmente para mantener esa velocidad en particular. Esto es igual al producto de la fuerza motriz y la velocidad instantánea del automóvil. Como sabemos que la fuerza impulsora = masa x aceleración = 900 x (30–0) / 15 = 1800 N. Por lo tanto, potencia instantánea P (inst.) = Fv = 1800 x 30 = 54 KW.

Conclusión: como el automóvil estaba inicialmente en reposo, el motor no estaba desarrollando ninguna potencia, es decir, 0 W. Después de 15 segundos, el motor estaba desarrollando una potencia de 54 KW. Como la tasa de aumento de potencia fue constante (porque la aceleración fue constante), la potencia promedio es claramente (54 + 0) / 2, es decir, 27 W.

Eureka!

Aquí, la energía cinética es

.5mv ^ 2

= .5 * 900 * 30 ^ 2

405000

entonces, el poder es = energía / tiempo

= 405000/15

= 27000 vatios

Para encontrar la fuerza o la fuerza de un objeto en movimiento, debes multiplicar su masa por la aceleración. Dándole una fuerza de 27000 kg