问题 填空题

质量为800kg的小汽车驶过一座半径为10m的圆形拱桥,到达桥顶时的速度大小为5m/s,则此时小汽车对桥的压力大小为______N;欲使小汽车在通过桥顶时不飞离桥面,则小汽车在桥顶时的速度大小不能超过______m/s(取g=10m/s2).

答案

(1)如图所示,汽车到达桥顶时,竖直方向受到重力G和桥对它的支持力N的作用.汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力N,汽车过桥时做圆周运动,重力和支持力的合力提供向心力,即:F=G-N;

根据向心力公式:F=m

v2
r
有:N=G-F=mg-m
v2
r
=6000N,

根据牛顿第三定律可知

此时汽车对桥的压力为6000N,方向竖直向下

(2)汽车经过桥顶恰好对桥没有压力,则N=0,即汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供,所以有:

F=G=m

v21
r
解得:v1=10 m/s

故答案为:6000,10

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