一辆质量为2.0t的小轿车驶过半径为90m的一段圆弧形桥面,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)若过凹形桥,汽车以20m/s通过桥面最低点时,对桥面的压力是多少?
(2)若过凸形桥,汽车以10m/s通过桥面最高点时,对桥面的压力是多少?
(3)汽车以多大的速度通过凸形桥面的顶点时,对桥面的压力刚好为零?
(1)根据牛顿第二定律有:N-mg=mv2 R
则N=mg+m
=20000+2000×v2 R
N≈29000N400 90
根据牛顿第三定律,对桥面的压力等于29000N.
答:对桥面的压力为29000N.
(2)根据牛顿第二定律有:mg-N=mv2 R
则N=mg-m
=20000-2000×v2 R
N=17778N100 90
根据牛顿第三定律,对桥面的压力为17778N.
答:对桥面的压力为17778N.
(3)当压力为零时,有mg=mv02 R
解得v0=
=gR
m/s=30m/s.900
答:汽车以30m/s通过凸形桥面的顶点时,对桥面的压力刚好为零.