Задачи › Движение автомобиля: сцепление, мощность

Разгон автомобиля с проскальзыванием колёс

  1. Разгон автомобиля с проскальзыванием колёс

    Всесибирская 2019/20, заключительный этап, 11 кл. · №25249

    Автомобиль массой \(m\) трогается с места. Обе оси автомобиля ведущие. Его колёса вращаются синхронно и имеют радиус \(R\). Двигатель автомобиля выдаёт постоянную механическую мощность \(\mathcal{P}\). Сколько оборотов \(N\) сделают колёса автомобиля до момента, когда прекратится их проскальзывание относительно дороги? Коэффициент трения колёс о дорогу равен \(\mu\). Ускорение свободного падения \(g\).

    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Пока колёса проскальзывают, сила трения постоянна и равна \(\mu mg\), а мощность двигателя определяет скорость точек обода относительно автомобиля. Проскальзывание кончится, когда эта скорость сравняется со скоростью автомобиля.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(N=\dfrac{\mathcal{P}^2}{(\mu g)^3\,m^2\,2\pi R}\).

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    Вначале колёса автомобиля проскальзывают, и автомобиль испытывает постоянное ускорение \(a\): \(ma=F_{тр}=\mu mg\). Скорость обращённой к дороге поверхности колёс относительно автомобиля определяется мощностью двигателя: \(F_{тр}\cdot u=\mathcal{P}\).

    Проскальзывание колёс прекратится через время \(t\), когда скорость автомобиля \(v\) сравняется с относительной скоростью точек колёс: \(u=v=at\). За это время колёса проделают \(N=\dfrac{ut}{2\pi R}\) оборотов.

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи