Zadanie Zadanie 5.1.12: Moc silnika, praca i siła oporu hydrodynamicznego kutra inspekcyjnego

Punkty
3 pkt
Dział
Energia i pęd · Praca i moc
Trudność
Poziom trudności: łatwe
Kuter inspekcyjny straży przybrzeżnej płynie po spokojnych wodach zatoki ruchem jednostajnym ze stałą prędkością v=4,0 m/sv = 4,0\,\text{m/s} (14,4 km/h14,4\,\text{km/h}). Silnik pomocniczy kutra pracuje ze stałą mocą użyteczną P=6,0 KMP = 6,0\,\text{KM} (1 KM=735,5 W1\,\text{KM} = 735,5\,\text{W}). Kuter pokonuje dystans patrolowy s=4,8 kms = 4,8\,\text{km} (4800 m4800\,\text{m}). a) Oblicz czas tt trwania rejsu na tym dystansie (w sekundach oraz minutach). b) Oblicz pracę WW wykonaną przez silnik kutra w tym czasie (w megadżulach MJ). c) Oblicz wartość wypadkowej siły oporu wody i powietrza FopF_{\text{op}} równoważonej przez siłę uciągu śruby.

Treść zadania

Kuter inspekcyjny straży przybrzeżnej płynie po spokojnych wodach zatoki ruchem jednostajnym prostoliniowym ze stałą prędkością v=4,0 m/sv = 4,0\,\text{m/s} (14,4 km/h14,4\,\text{km/h}). Silnik pomocniczy kutra pracuje ze stałą mocą użyteczną P=6,0 KMP = 6,0\,\text{KM} (1 KM=735,5 W1\,\text{KM} = 735,5\,\text{W}). Kuter pokonuje dystans patrolowy s=4,8 kms = 4,8\,\text{km} (4800 m4800\,\text{m}). **Polecenia:** a) Oblicz czas tt trwania rejsu na tym dystansie (w sekundach oraz minutach). b) Oblicz pracę WW wykonaną przez silnik kutra w tym czasie (w megadżulach [MJ][\text{MJ}]). c) Oblicz wartość wypadkowej siły oporu wody i powietrza FopF_{\text{op}} równoważonej przez siłę uciągu śruby.

Odpowiedź i wynik końcowy

a) Czas trwania rejsu: t=1200 s=20 mint = 1200\,\text{s} = 20\,\text{min}. b) Praca wykonana przez silnik: W=5 295 600 J≈5,30 MJW = 5\,295\,600\,\text{J} \approx 5,30\,\text{MJ}. c) Wartość wypadkowej siły oporu: Fop=1103,25 N≈1103 NF_{\text{op}} = 1103,25\,\text{N} \approx 1103\,\text{N} (1,10 kN1,10\,\text{kN}). a: a) Czas trwania rejsu: t=1200 s=20 mint = 1200\,\text{s} = 20\,\text{min}. b: b) Praca wykonana przez silnik: W=5 295 600 J≈5,30 MJW = 5\,295\,600\,\text{J} \approx 5,30\,\text{MJ}. c: c) Wartość wypadkowej siły oporu: Fop=1103,25 N≈1103 NF_{\text{op}} = 1103,25\,\text{N} \approx 1103\,\text{N} (1,10 kN1,10\,\text{kN}).
Ilustracja do zadaniaMotorówka ze stałą prędkością v i mocą P płynąca po jeziorze na trasie s z siłą napędu silnika F i siłą oporu wody F_op.motorówkavFFops