Pyöräilijä etenee tasamaalla vakionopeudella 28 km/h. Vastustavat voimat, kuten vierimisvastus ja ilmanvastus, ovat yhteensä 57 N.

1. Laske, kuinka paljon vastustavat voimat tekevät työtä pyöräilijän edetessä 150 m. Kuinka kauan pyöräilijältä kuluu tähän aikaa?
2. Millä teholla pyöräilijän on poljettava, jotta hänen vauhtinsa todella pysyy vakiona?
3. Mitä tapahtuu kemialliselle energialle, jonka pyöräilijä vapauttaa lihaksissaan polkiessaan?

 

Ratkaisu:

a. Työn määritelmän mukaan

[[$ \quad W=Fs=57\text{ N}\cdot150\text{ m}\approx8\,600\text{ J} $]]

Kulunut aika on

[[$ \quad t=\dfrac{s}{v}=\dfrac{150\text{ m}}{\dfrac{28}{3{,}6}\text{ m/s}}\approx19\text{ s} $]]

b. Tehon määritelmän mukaisesti

[[$ \quad P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=F\cdot\dfrac{s}{t}=Fv $]]​

[[$ \quad P=Fv=57\text{ N}\cdot\dfrac{28}{3{,}6}\text{m/s}\approx440\text{ W} $]]​

c. Kemiallinen energia siirtyy vastusvoimien tekemän työn kautta pääosin ympäristöön. Käytännössä ilman, tienpinnan sekä pyöräilijän sisäenergiat kasvavat eli ne lämpenevät.