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...

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.