Bài 3 trang 103 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao
Một ô tô khối lượng m = 1200 kg (coi là chất điểm), chuyển động với vận tốc 36 km/h trên chiếc cầu vồng lên coi như cung tròn có bán kính R = 50 (m) (Hình 22.10). Tính áp lực của ô tô vào mặt cầu tại điểm cao nhất. ...
Một ô tô khối lượng m = 1200 kg (coi là chất điểm), chuyển động với vận tốc 36 km/h trên chiếc cầu vồng lên coi như cung tròn có bán kính R = 50 (m) (Hình 22.10). Tính áp lực của ô tô vào mặt cầu tại điểm cao nhất.
Một ô tô khối lượng m = 1200 kg (coi là chất điểm), chuyển động với vận tốc 36 km/h trên chiếc cầu vồng lên coi như cung tròn có bán kính R = 50 (m) (Hình 22.10). Tính áp lực của ô tô vào mặt cầu tại điểm cao nhất.
Nếu cầu võng xuống (các số liệu vẫn giữ như trên) thì áp lực của ô tô vào mặt cầu tại điểm thấp nhất là bao nhiêu ?
So sánh hai đáp số và nhận xét.
Giải
a) Coi xe là vật chuyển dộng tròn đều trên cung tròn tâm O bán kính R. Lực phát động cân bằng với lực ma sát. Ở vị trí cao nhất (overrightarrow P ;overrightarrow N ) đều thẳng đứng, qua O nên
(moverrightarrow {{a_{ht}}} = overrightarrow {{F_{ht}}} = overrightarrow P + overrightarrow N ,(1))
Chọn chiều dương hướng tâm thì
(eqalign{ & (1), = > {{m{v^2}} over R} = P - N = mg - N cr & = > N = mleft( {g - {{{v^2}} over R}} ight) = 1200left( {9,81 - {{{{10}^2}} over {50}}} ight) cr&;;;;;;;;;;;= 9372,(N) cr} )
Theo định luật III: Áp lực của ô tô vào mặt cầu tại điểm cao nhất
({N'} = N = 9372,N < mg)
b) Ở vị trí thấp nhất của cầu võng thì
(eqalign{ & {{m{v^2}} over R} = N - P = N - mg cr & {N'} = N = m(g + {{{v^2}} over R}), = 14172,N > mg cr} )
c) Nhận xét : Áp lực ô tô lên cầu vồng nhỏ hơn lên cầu võng.
Vì lí do này (và còn một số lí do khác ) người ta không làm cầu võng.
zaidap.com