汽車對橋頂?shù)膲毫Υ笮〉扔跇蝽攲ζ嚨闹С至,汽車過橋時做圓周運(yùn)動,重力和支持力的合力提供向心力;
根據(jù)牛頓第二定律得:mg-N=m
v2 |
r |
有:N=mg-m
v2 |
r |
52 |
50 |
根據(jù)牛頓第三定律得知,汽車對橋的壓力大小N′=N=7600N,方向豎直向下.
(2)汽車經(jīng)過橋頂恰好對橋沒有壓力而騰空,則N=0,汽車做圓周運(yùn)動的向心力完全由其自身重力來提供,所以有:
mg=m
| ||
r |
得:v0=
gr |
10×50 |
(3)由第1題得知:N′=mg-m
v2 |
r |
(4)汽車要在地面上騰空,所受的支持力為零,由重力提供向心力,則有:mg=m
| ||
R |
得 vm=
gR |
10×6400×103 |
答:
(1)汽車到達(dá)橋頂時速度為5m/s,汽車對橋的壓力是7600N.
(2)汽車以22.4m/s的速度經(jīng)過橋頂時便恰好對橋沒有壓力而騰空.
(3)對于同樣的車速,拱橋圓弧的半徑越大比較安全.
(4)如果拱橋的半徑增大到與地球半徑R一樣,汽車要在地面上騰空,速度要8000m/s.