【题目】一辆汽车在水平公路上行驶,它的速度是72千米/小时。突然,司机把发动机关闭了,如果汽车的运动阻力为2%,这辆汽车能继续向前行驶多远的距离?
【解答】显然,这个题目与前面的题目有些类似。不同的是,这辆汽车的动能需要用其他方式计算。我们知道,汽车的动能是
。其中,m表示汽车的质量,v表示汽车的行驶速度。假设汽车的动能在x米内全部消耗完毕。也就是说,汽车在行驶了x米后停了下来。根据题意,我们知道,在这段路程上,汽车受到的阻力为汽车重力的2%,假设汽车的重力为P,可得:
而重力P=mg。其中,g为重力加速度。所以,上面的式子可以变换为:
解方程,距离x为:
在表达式中,并没有汽车的质量m。可见,关闭发动机后,汽车继续向前行驶的距离与汽车的质量无关。在本题中,汽车的速度v为72千米/小时,也就是20米/秒,取g=9.8米/秒2。把这两个值代入上面的式子,可以得出这个距离大概是1000米。也就是说,这辆关闭发动机的汽车可以继续向前行驶1000米的距离。实际上,在计算过程中,我们并没有考虑空气阻力,所以得到的结果比较大。如果考虑空气阻力,那么这个结果将会小得多。