问题
问答题
如图所示,长度为L的无动力翻滚过山车以某一初速度沿水平轨道运动,然后进入竖直平面内半径为R的圆轨道,如不计轨道间的摩擦,且L>2πR,为使过山车能顺利通过圆形轨道,则过山车的初速度至少应为多大?
答案
设过山车能顺利通过最高点,至最高点的最小速度为v
则mg=mv2 R
过山车全部通过最高点,在圆行轨道上的长度为2πR,
此部分的重心离水平轨道高为R,过山车运动过程中机械能守恒,
则
m1 2
=v 20
mv2+1 2
mgR2πR L
v0=
)Rg(1+ 4πR L
答:过山车的初速度至少应为
.Rg(1+
)4πR L