Jawaban:

Mobil yang massanya 1400 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 2 m/s dengan percepatan tetap 2 m/s² selama 10 sekon. Daya yang digunakan mesinnya untuk menggerakkan mobil selama waktu itu sebesar….kW ini​

Jawaban yang benar adalah 39,2 kW.

Alasan:

Untuk menentukan daya yang digunakan mesin untuk menggerakkan mobil, kita perlu mengetahui torsi dan kecepatan putar mesin. Torsi adalah gaya putar yang dihasilkan oleh mesin, sedangkan kecepatan putar adalah jumlah putaran mesin per menit (RPM). Rumus daya mesin adalah:

Daya = torsi x 2 phi x kecepatan putar

Untuk mencari torsi dan kecepatan putar, kita perlu menggunakan rumus kinematika dan hubungan antara kecepatan mobil dengan kecepatan putar mesin. Berikut langkah-langkahnya:

Cari kecepatan akhir mobil setelah dipercepat selama 10 sekon dengan rumus:

v = v0 + at

dimana v adalah kecepatan akhir, v0 adalah kecepatan awal, a adalah percepatan, dan t adalah waktu.

v = 2 + (2 x 10) = 22 m/s

Cari jarak yang ditempuh mobil selama dipercepat dengan rumus:

s = v0t + (1/2)at2

dimana s adalah jarak, v0 adalah kecepatan awal, a adalah percepatan, dan t adalah waktu.

s = (2 x 10) + (1/2)(2 x 102) = 120 m

Cari torsi mesin dengan rumus:

T = F x r

dimana T adalah torsi, F adalah gaya, dan r adalah jari-jari roda.

Gaya yang diberikan oleh mesin pada mobil sama dengan gaya gesek udara yang melawan mobil. Gaya gesek udara dapat dihitung dengan rumus:

F = (1/2)pv2ACd

dimana p adalah massa jenis udara (1,29 kg/m3), v adalah kecepatan mobil (22 m/s), A adalah luas penampang depan mobil (2 m2), dan Cd adalah koefisien hambatan udara (0,3).

F = (1/2)(1,29)(222)(2)(0,3) = 372,78 N

Jari-jari roda mobil dapat dihitung dengan rumus:

r = s / (phi x n)

dimana s adalah jarak yang ditempuh roda (sama dengan jarak yang ditempuh mobil), phi adalah konstanta matematika (3,14), dan n adalah jumlah putaran roda.

Jumlah putaran roda dapat dihitung dengan rumus:

n = N x t / 60

dimana N adalah kecepatan putar mesin (RPM), t adalah waktu (10 sekon), dan 60 adalah konversi dari menit ke sekon.

Kecepatan putar mesin dapat dihitung dengan rumus:

N = v / (phi x r x i)

dimana v adalah kecepatan mobil (22 m/s), r adalah jari-jari roda, dan i adalah rasio transmisi. Rasio transmisi adalah perbandingan antara jumlah gigi roda gigi output dengan jumlah gigi roda gigi input. Misalkan rasio transmisi pada gigi pertama adalah 4:1.

N = 22 / (3,14 x r x 4)

Substitusi nilai r dari rumus sebelumnya:

N = 22 / (3,14 x s / (phi x n) x 4)

N = n / s x 88

Substitusi nilai n dari rumus sebelumnya:

N = N x t / 60 / s x 88

N = N x t / s x 88/60