问题 问答题

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?

答案

(1)根据牛顿第二定律有:N-mg=m

v2
R

N=mg+m

v2
R
=20000+2000×
400
90
N≈29000N

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=m

v2
R

则N=mg-m

v2
R
=20000-2000×
100
90
N=17778N

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=m

v02
R

解得v0=

gR
=
900
m/s=30m/s.

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.

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