Question

隨著千萬噸鋼鐵基地落戶湛江市東海島，一棟棟廠房在大型機械的轟鳴聲中拔地而起，工地上推土機來回穿梭，呈現(xiàn)出一片熱鬧的景象．現(xiàn)在該項工程已初見規(guī)模，規(guī)劃2011年正式投產(chǎn)．已知現(xiàn)場有一臺履帶推土機（如圖所示），質(zhì)量為5100kg，額定功率為60kw，兩條履帶跟地面接觸的總面積約為1.5m²，g取10N/kg．求：
（1）推土機靜止在水平地面上時，它對水平地面的壓強是多大？
（2）假若該推土機工作效率為80%，它在水平地面上以額定功率勻速直線行駛，前進的速度為4m/s，請計算該推土機在1分鐘內(nèi)牽引力所做的功是多少？推土機受到的阻力是多大？

Answer 1

已知：質(zhì)量m=5100kg，額定功率P=60kW=6×10⁴W，兩條履帶跟地面接觸的總面積S=1.5m²，g=10N/kg．
求：（1）對地面的壓強P=？；
    （2）該推土機在1分鐘內(nèi)牽引力所做的功W=？；推土機受到的阻力f=？

（1）推土機的重力：G=mg=5100kg×10N/kg=5.1×10⁴N，
∵推土機靜止在水平地面上，
∴推土機對地面的壓力：
F=G=5.1×10⁴N，
推土機靜止時對地面的壓強：
P=

F

S

=

51000N

1.5m2

=3.4×10⁴Pa；
（2）∵P=

W

t

，
∴推土機做的功：
W=Pt=6×10⁴W×60s=3.6×10⁶J，
牽引力在1min內(nèi)做的功：
W_牽=ηW=80%×3.6×10⁶J=2.88×10⁶J，
∵v=

s

t

，
∴推土機在1min內(nèi)所移動的路程：
s=vt=4m/s×60 s=240m，
由W_牽=F_牽s得：
F_牽=

W牽

S

=

2.88×106J

240m

=1.2×10⁴N，
∵它在水平地面上以額定功率勻速直線行駛，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，
∴推土機所受的阻力：
f=F_牽=1.2×10⁴N．
答：（1）推土機靜止時對地面的壓強為3.4×10⁴Pa．
（2）推土機牽引力在1min內(nèi)做的功為2.88×10⁶J，推土機所受的阻力為1.2×10⁴N．