问题
问答题
在各种公路上拱形桥是常见的,质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为R,求:
(1)汽车通过桥的最高点时对桥面的压力.
(2)若R取160m,试讨论汽车过桥最高点的安全速度.(g取10m/s2)

答案
(1)汽车通过桥的最高点时受力如图,根据牛顿第二定律得:mg-N=mv2 R
桥面对汽车的支持力:N=mg-mv2 R
根据牛顿第三定律,汽车对桥面的压力:N'=N=mg-mv2 R
(2)若N'=0,汽车对桥面无压力,汽车将腾空从而失控制.所以为安全起见应
N′>0,即v<Rg
代入数据得:v<40 m/s
汽车过桥时的安全速度应小于144 km/h
答:(1)汽车通过桥的最高点时对桥面的压力为mg-
.mv2 R
(2)汽车过桥最高点的安全速度应小于144 km/h.