Zadanie Zadanie 4.3.5: Dynamika autobusu wodorowego przy czołowym i tylnym naporze wiatru huraganowego

Punkty
3 pkt
Dział
Ruch i siły · Siła tarcia
Trudność
Poziom trudności: łatwe
Doświadczalny autobus wodorowy o masie M=8000 kg=8,0 tM = 8000\,\text{kg} = 8,0\,\text{t} i powierzchni czołowej S=6,0 m2S = 6,0\,\text{m}^2 porusza się po prostoliniowej autostradzie podczas silnej wichury. Wiatr wieje równolegle do jezdni, wywierając jednostkowy napór aerodynamiczny o wartości pw=120 N/m2p_w = 120\,\text{N/m}^2. Łączna siła oporów toczenia i tarcia mechanicznego w układzie jezdnym autobusu ma stałą wartość Ftoczenie=1400 NF_{toczenie} = 1400\,\text{N}. Polecenia: a) Oblicz całkowitą siłę naporu wiatru FwF_w działającą na powierzchnię autobusu. b) Oblicz wartość siły napędowej silnika Fsilnik1F_{silnik1}, niezbędnej do poruszania się autobusu ze stałą prędkością pod wiatr (wiatr czołowy). c) Przyjmij, że silnik rozwija tę samą siłę napędową (Fsilnik1F_{silnik1}), a autobus zawraca i porusza się z wiatrem (wiatr wieje w tył pojazdu). Oblicz przyspieszenie aa, z jakim porusza się autobus w tej sytuacji.

Odpowiedź i wynik końcowy

a) Fw=720 NF_w = 720\,\text{N} b) Fsilnik1=2120 NF_{silnik1} = 2120\,\text{N} c) a=Fsilnik1+Fw−FtoczenieM=0,180 m/s2a = \frac{F_{silnik1} + F_w - F_{toczenie}}{M} = 0,180\,\text{m/s}^2. a: Fw=720 NF_w = 720\,\text{N} b: Fsilnik1=2120 NF_{silnik1} = 2120\,\text{N} c: a=Fsilnik1+Fw−FtoczenieM=0,180 m/s2a = \frac{F_{silnik1} + F_w - F_{toczenie}}{M} = 0,180\,\text{m/s}^2.