100 на автомобиль установили рекламный плакат, площадь сопротивления которого 2 м^2. оцените, на сколько увеличится расход топлива (л/100км) при движении со скоростью 54 км/ч. условия нормальные (t=273 к, p=10^5 па) . удельная теплота сгорания топлива q=33мдж/л.

при движении автомобиля увеличивается сила сопротивления за счет сопротивления воздуха. создается избыточное давления воздуха на плакат δp.

за t = 1 с на плакат набегает объем воздуха v = l * s, где l = v * t => v = v * t * s

s = 2 м², l - длина столба воздуха

f₀ * δt = m₀ * (v - (-v)) закон сохранения импульса для одной молекулы при ударе о плакат (f₀ - сила удара одной молекулы воздуха, m₀ - масса одной молекулы, удар считаем абсолютно )

f₀ * n *δt = 2 * m₀ * v * n - суммарный удар n молекул за 1 с, n - число молекул в слое v = v * t * s

f₀ * n = fc - сила сопротивления воздуха

fc * δt = 2*m₀ * v * n, m₀ = m / n, m - масса газа в объеме v

fc = 2 * m *v* n / (n *δt) = 2 * m * v / δt

fc = 2 * ρ * v * v / δt = 2 * ρ * v * t * s * v / δt, t и δt можно сократить

fc =   2 * ρ * s * v²

fc = fтяги - при равномерном движении

p = fтяги * v - мощность двигателя

q/t = q * vт - секундный расход топлива, vт - секундный объем сгорающего топлива

2 * ρ * s * v² * v = q * vт => vт = 2 * ρ * s * v³ / q

vт = 2 * 1,29 кг/м³ * 2 м² * (15 м/с)³ / 33*10⁶ дж/л ≈ 5,28*10⁻⁴ л/с

t = δr / v - время прохождения пути δr = 100 км

t = 10⁵ м / 15 м/с = 6,67*10³ с

vт * t - дополнительный расход топлива на 100 км

vт * t = 5,28*10⁻⁴ л/с * 6,67*10³ с ≈ 3,5 л - дополнительный расход топлива на 100 км пути

h=p/po*g

h=90000000/1000*(плотность воды)*10=9000метров

у тебя странная плотность у обычной не такая и у морской воды тоже не такая