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好的,以下是标准的 Markdown 语法,使用 $$$ 来正确显示数学公式:


功率公式与规律

功率的计算公式为:

$$ N = F \cdot v $$

其中: • ( N ) 为功率, • ( F ) 为牵引力, • ( v ) 为速度。

规律分析:

  1. 当牵引力 ( F ) 一定时,输出功率 ( N ) 与速度 ( v ) 成正比: $$ N \propto v \quad (\text{若 } F \text{ 恒定}) $$ 例如,汽车在恒定牵引力下,速度越快,输出功率越大。

  2. 当输出功率 ( N ) 一定时,牵引力 ( F ) 与速度 ( v ) 成反比: $$ F \propto \frac{1}{v} \quad (\text{若 } N \text{ 恒定}) $$ 例如,卡车爬坡时需要更大的牵引力,因此必须降低速度。


例题 3.8

题目
某 32 吨自卸载重卡的最大输出功率为 400 马力。当速度达到 45 km/h 时,求其最大牵引力。


已知: • 最大功率 $ N = 400 \, \text{马力} = 400 \times 75 \, \text{kg·m/s} $, • 速度 $ v = 45 \, \text{km/h} = \frac{45000}{3600} \, \text{m/s} = 12.5 \, \text{m/s} $。

​功率计算​​:

  • 公式:$$ N = F \cdot v $$
  • 其中:
    • 功率 $N = 400 \, \text{马力} = 400 \times 75 \, \text{kg·m/s}$ ,
    • 速度 $v = 45 \, \text{km/h} = \frac{45000}{3600} \, \text{m/s} = 12.5 \, \text{m/s}$ 。

由功率公式: $$ F = \frac{N}{v} $$

代入数据: $$ F = \frac{400 \times 75}{12.5} = 2400 \, \text{kg} $$

结论
卡车的最大牵引力为 2400 kg


例题 3.81

题目
某自动打桩机的重锤质量为 375 kg,工作时每分钟举升 12 次,每次举高 1.6 m。求其平均输出功率和即时输出功率(假设匀速上升)。

  1. 平均功率: • 每次做功: $$ W = mgh = 375 \, \text{kg} \times 1.6 \, \text{m} = 600 \, \text{kg·m} $$ • 每分钟总功: $$ W{\text{总}} = 12 \times 600 = 7200 \, \text{kg·m/min} $$ • 平均功率: $$ N{\text{avg}} = \frac{7200}{60} = 120 \, \text{kg·m/s} = \frac{120}{75} = 1.6 \, \text{马力} $$

  2. 即时功率: • 每次举升时间: $$ t = \frac{60}{12} = 5 \, \text{s} $$ • 匀速上升速度: $$ v = \frac{1.6 \, \text{m}}{5 \, \text{s}} = 0.32 \, \text{m/s} $$ • 即时功率: $$ N = F \cdot v = 375 \, \text{kg} \times 0.32 \, \text{m/s} = 120 \, \text{kg·m/s} = 1.6 \, \text{马力} $$

结论: • 平均输出功率:120 kg·m/s(或 1.6 马力), • 即时输出功率:120 kg·m/s(或 1.6 马力)。


注意事项

• 单位换算时需统一(如 1 马力 ≈ 75 kg·m/s)。 • 公式中的物理量需明确其含义(如 ( F ) 是牵引力,( v ) 是速度)。