¿Cuánta potencia (HP o kilovatios) necesitaría un tanque de batalla de 1000 toneladas para alcanzar una velocidad de 100 mph en terreno plano?

Answer 1

Haz los cálculos tú mismo : pero te ayudaré un poco con esa parte.

No es imposible en absoluto, ni siquiera es difícil de calcular. Asumiendo, como la mayoría de los profesores de física te dicen que asumas, estás trabajando en un vacío sin fricción.

Ni siquiera necesita cálculo (pero definitivamente querría una calculadora). La ecuación para la energía cinética es bastante simple:

KE = 1/2 (masa) (velocidad) (al cuadrado)

Resolver eso le dará la energía necesaria para mantener la velocidad que le interesa. Y dado que la potencia es solo una tasa (la cantidad de energía utilizada por unidad de tiempo) solo necesita enchufar las unidades.

La parte más difícil de estos cálculos honestamente son las diferentes unidades que estás usando. Los kilovatios son métricos (newtons por segundo), las millas por hora están en unidades imperiales (número de millas recorridas durante un tiempo determinado, en este caso, una hora), y encontrará que no es difícil de convertir, es solo un dolor de cabeza masivo y consume mucho tiempo.

Lo único que realmente no puedes calcular es lo que describí al principio, con todo el vacío sin fricción. Tendría que sacar experimentalmente el tanque al campo y ejecutarlo para ver los efectos de la resistencia al viento y la fricción de cualquier terreno en el que estaría usando el tanque.

Pero los cálculos básicos que describí deberían darle un valor bastante preciso.

* EDITAR * La respuesta que proporcioné fue el valor teórico calculado para la cantidad de energía requerida para alimentar un tanque de 1000 toneladas a 100 mph. Como científicos, nos encanta usar cálculos en laboratorios para calcular valores teóricos.

Sin embargo, un ingeniero le daría un valor de potencia mucho más alto para ejecutar el mismo tanque a la velocidad equivalente. Olvidé considerar los desafíos de la vida real que enfrentaría el tanque (¿recuerdan cómo dije que a los físicos les gusta hacer cálculos suponiendo un vacío sin fricción?). El motor también tendría que proporcionar potencia adicional para compensar las cosas que inducen (y esta lista no incluye todo) la pérdida de potencia de cosas como:

• Fricción creada a partir de todas las partes móviles necesarias para cualquier vehículo con partes móviles
• Las ineficiencias termodinámicas inherentes de un motor térmico
• Energía para alimentar los sistemas internos necesarios para la operación de los sistemas de tanques (como sistemas eléctricos, bombas de aceite para sistemas hidráulicos, lubricantes y refrigerantes), etc.
• Energía rotacional considerando impulsar las huellas
• Energía requerida para la operación de equipos tácticos como la rotación de una torreta increíblemente pesada con un cañón de arma increíblemente pesado
• Y todos los demás asuntos prácticos en el campo que no se pueden resolver sin datos experimentales .

Con frecuencia, los científicos e ingenieros tienen que usar una técnica analítica con un nombre muy técnico: adivinamos y verificamos . Para eso están los datos experimentales. Dada la naturaleza impredecible de las nuevas tecnologías, especialmente de un tanque de la masa que está proponiendo, la potencia requerida para operar el tanque en el campo (a diferencia de nuestro querido vacío sin fricción) no se puede calcular con precisión.

Pero si tuviera que adivinar , diría que la potencia calculada es entre 20 y 30 por ciento de lo que se necesitaría para colocar un tanque de este tipo. Ahora alguien solo necesita verificar y confirmar o negar mi suposición realizando pruebas de campo. ¡Ver, adivinar y verificar es una técnica analítica muy avanzada!