Для расчета работы, совершаемой двигателем автомобиля при разгоне, можно использовать закон сохранения энергии, а именно формулу изменения кинетической энергии.
Кинетическая энергия (KE) рассчитывается по формуле: \[ KE = \frac{1}{2} m v^2, \] где \(m\) — масса автомобиля, \(v\) — скорость.
Сначала рассчитаем начальную и конечную кинетические энергии.
- Начальная скорость \(v_1 = 6 \, \text{м/с}\)
- Конечная скорость \(v_2 = 19 \, \text{м/с}\)
- Масса \(m = 20 \, \text{т} = 20000 \, \text{кг}\)
Рассчитаем начальную кинетическую энергию: \[ KE_1 = \frac{1}{2} m v_1^2 = \frac{1}{2} \cdot 20000 \cdot (6)^2 = \frac{1}{2} \cdot 20000 \cdot 36 = 360000 \, \text{Дж}. \]
Рассчитаем конечную кинетическую энергию: \[ KE_2 = \frac{1}{2} m v_2^2 = \frac{1}{2} \cdot 20000 \cdot (19)^2 = \frac{1}{2} \cdot 20000 \cdot 361 = 3610000 \, \text{Дж}. \]
Разница между конечной и начальной кинетическими энергиями даст работу, совершаемую двигателем: \[ A = KE_2 - KE_1 = 3610000 - 360000 = 3250000 \, \text{Дж}. \]
Таким образом, работа, совершаемая двигателем автомобиля, составляет 3,25 МДж (мегаджоуля).
