问题
选择题
汽车在水平地面上转弯时,地面的摩擦力已达到最大,当汽车速率增为原来的2倍时,则汽车转弯轨道半径必须( )
A.减为原来的1 2
B.减为原来的1 4
C.增为原来的2倍
D.增为原来的4倍
答案
在水平面上做匀速圆周运动的物体所需的向心力是有摩擦力提供,根据汽车以某一速率在水平地面上匀速率转弯时,地面对车的侧向摩擦力正好达到最大,可以判断此时的摩擦力等于滑动摩擦力的大小,根据牛顿第二定律得:μmg=m
当速度增大两倍时,地面所提供的摩擦力不能增大,所以此时只能增加轨道半径来减小汽车做圆周运动所需的向心力.v2 R
根据牛顿第二定律得:μmg=m
由两式解得:r=4R(2v)2 r
故选:D