济宁市政府实施大公交战略,逐步开通济宁至各县市区的公交车以方便出行,目前已开通济宁至邹城的公交车$C601$、$C602$,若某公交车满载时的总质量为$12t$,从济宁站匀速行驶到邹城站的距离为$46km$,运行时间为$40\min $,消耗汽油$16kg$,匀速行驶时所受阻力为车重的$0.04$倍,$g$取$10N/kg$.求:(1)此公交车牵引力做功的功率是多少?(2)此公交车汽油机做功的效率是多少?(汽油的热值为$4.6\times 10^{7}J/kg)$

济宁市政府实施大公交战略,逐步开通济宁至各县市区的公交车以方便出行,目前已开通济宁至邹城的公交车$C601$、$C602$,若某公交车满载时的总质量为$12t$,从济宁站匀速行驶到邹城站的距离为$46km$,运行时间为$40\min $,消耗汽油$16kg$,匀速行驶时所受阻力为车重的$0.04$倍,$g$取$10N/kg$.求:(1)此公交车牵引力做功的功率是多少?(2)此公交车汽油机做功的效率是多少?(汽油的热值为$4.6\times 10^{7}J/kg)$

(1)公交车满载时的总重力:$G=mg=12\times 1000kg\times 10N/kg=1.2\times 10^{5}N$,

公交车受到的牵引力:$F=f=0.04G=0.04\times 1.2\times 10^{5}N=4.8\times 10^{3}N$,

公交车牵引力做的功:$W=Fs=4.8\times 10^{3}N\times 46\times 1000m=2.208\times 10^{8}J$,

公交车牵引力做功的功率:$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{2.208\times 10^{8}J}{40\times 60s}=9.2\times 10^{3}W$;

(2)公交车运行$40$分钟汽油产生的热量:$Q=m_{汽油}q=16kg\times 4.6\times 10^{7}J/kg=7.36\times 10^{8}J$,

公交车汽油机做功的效率:$\eta =\dfrac{W}{Q}\times 100\%=\dfrac{2.208\times 10^{8}J}{7.36\times 10^{8}J}\times 100\%=30\%$.

答:(1)此公交车牵引力做功的功率是$9.2\times 10^{3}W$;

(2)此公交车汽油机做功的效率是$30\%$.