O motor de um carro fornece potência necessária para que o carro vença a força de arrasto do ar, a força peso do carro quando ele se locomove em um plano inclinado, além da força de atrito entre cada uma das 4 rodas (com pneu) e o solo.
Para resolver os próximos itens assuma que as rodas giram a 768 RPM , que o carro está em um ambiente com pressão igual a 92 kPa e temperatura igual a
, e que sua área frontal
é
. A acelação da gravidade é
.
(
) Sabendo que a força de atrito entre cada pneu e o solo é 200 N , que o raio das rodas (incluindo pneu), é 29 cm , é possível afirmar que a potência consumida pelo motor apenas para vencer a força de atrito com o solo é no mínimo
kW, pois o torque apenas para vencer a força de atrito é
N.m.
Para resolver os próximos itens assuma que as rodas giram a 768 RPM , que o carro está em um ambiente com pressão igual a 92 kPa e temperatura igual a
(
Passo 1
O enunciado pede a potência mínima que o motor deve fornecer para vencer só a força de atrito entre os quatro pneus e o solo, sabendo que cada pneu gera força de atrito de
, o raio da roda é
e a rotação é de
. Vamos usar:
– Torque resultante das quatro forças de atrito: .
– Conversão da rotação em velocidade angular: .
– Potência: .
– Torque resultante das quatro forças de atrito:
– Conversão da rotação em velocidade angular:
– Potência:
Passo 2
Calcular a força de atrito total: cada pneu tem
e são quatro pneus, logo
Passo 3
Calcular o torque necessário para vencer essa força de atrito nas rodas:
Passo 4
Converter a rotação em velocidade angular. A rotação é
, então
Passo 5
Calcular a potência mínima para vencer o atrito:
Resposta
A potência mínima é
e o torque necessário é
.