Um carro elétrico de baixo peso é alimentado por uma combinação em série de dez baterias de , cada uma com resistência interna desprezível. Cada bateria pode fornecer uma carga de antes de ser necessário recarregá-la. A uma rapidez de , a força média devida ao arraste do ar e o atrito de rolamento é . (a) Qual deve ser a potência mínima fornecida pelo motor elétrico se o carro viajar a uma rapidez de ? (b) Qual é a carga total, em coulombs, que pode ser entregue pela combinação em série das dez baterias antes de ser necessária a recarga? (c) Qual é a energia elétrica total fornecida pelas dez baterias antes da recarga? (d) Qual é a distância que o carro viaja (a 80 km/h) antes de ser necessária a recarga? (e) Qual é o custo por quilômetro se o custo da recarga das baterias é nove centavos por quilowatt-hora?

Vamos expressar a potência que o motor elétrico deve desenvolver em termos da velocidade do carro e da força de atrito:

Se e

Como as baterias estão em série, a carga total que pode ser fornecida antes do carregamento é igual à carga de uma única bateria:

Usaremos a definição de força eletromotriz para expressar a energia elétrica total disponível nas baterias:

Como são 10 baterias vamos multiplicar por , foi calculado no passo anterior e :

Vamos relacionar a quantidade de trabalho que as baterias podem fazer com o trabalho necessário para superar o atrito:

Isolando , a distância será:

Se e , então teremos:

O custo por quilômetro é a relação entre o custo da energia e a distância percorrida antes da recarga, vamos considerar aqui que o custo vale 9 centavos, ou seja . Vamos considerar apenas 1 bateria, então faremos :

Substitua os valores numéricos e calcule o custo por quilômetro: