Задание OGEPHYSCBF1CB: Механическая работа. Формула для вычисления работы силы. Механическая мощность

Дано: полезная мощность P_пол = 46 кВт = 46 000 Вт, средняя скорость v = 100 км·ч⁻¹, расход бензина m_т = 10 кг на путь s = 100 км. Используем справочную удельную теплоту сгорания бензина q = 4,6 · 10⁷ Дж·кг⁻¹.

Выберем систему отсчёта Земли, Ox по движению, Oy вверх. Для горизонтальной дороги действуют тяга вперёд, сопротивление назад, тяжесть вниз и реакция вверх. Второй закон Ньютона:
F_тяги − F_с = ma_x;
N − mg = 0.
При равномерном движении тяга компенсирует сопротивление. В задаче уже дана полезная мощность двигателя, поэтому отдельные силы находить не требуется; P_пол принимаем постоянной либо средней на рассматриваемом участке.

Время прохождения участка по средней скорости:
t = sv = 100 км100 км·ч⁻¹ = 1 ч = 3600 с.
Полезная работа:
A_пол = P_пол·t = 46 000 Вт · 3600 с = 165 600 000 Дж.
Энергия сгоревшего топлива:
Q = qm_т = 4,6 · 10⁷ Дж·кг⁻¹ · 10 кг = 460 000 000 Дж.
КПД:
η = A_полQ = 165 600 000460 000 000 = 0,36 = 36%.

Проверка: 36% энергии 460 МДж составляют 165,6 МДж. Деление на 3600 с даёт 46 000 Вт, то есть указанную полезную мощность. Оставшиеся 64% приходятся на неполезные для движения затраты энергии. Ответ: 36%.