山东省第23届运动会山地自行车比赛项目将在济宁市万紫千红度假村举行,运动员李伟参加了小组选拔赛.图中的山地自行车为比赛用车,其相关数据见表:
车架材料
碳纤维
车架材料体积/cm3
2500
车架质量/kg
4.5
整车质量/kg
10
单轮接触面积/cm3
4
(1)求碳纤维车架的密度;
(2)估计比赛中的山地自行车对地面的压强;
(3)李伟在某路段匀速骑行6km,耗时10min,若该路段阻力为总重力的0.02倍,求他的骑行功率.
解析:
(1)车架的密度:
ρ=
m
=
4.5kg
=1.8×103kg/m3
V
2500×10-6m3
(2)设李伟的质量为60kg,则对车对地面的压力和压强分别为:
F=G=(10kg+60kg)×10N/kg=700N
p=
F
700N
=8.75×105Pa
S
4×2×10-4m2
(3)其骑行的动力为
F=f=0.02G=0.02×700N=14N
骑行的速度为:
v=
s
6×103m
=10m/s
t
10×60s
功率为:
P=Fv=14N×10m/s=140W
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