在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是108km/h.汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍. (1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯,假
问题描述:
在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是108km/h.汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍.
(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,拐弯时不产生横向滑动.其弯道的最小半径是多少?
(2)如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够不离开地面安全通过圆弧拱桥,这个圆弧拱桥的半径至少是多少?(取g=10m/s)
答
(1)汽车在水平路面上拐弯,可视为汽车做匀速圆周运动,其向心力是车与路面间的静摩擦力,
有
≤Fm=0.6mgmv2
r
由速度v=108km/h=30m/s,
得到半径r≥
=v2 0.6g
m=150m;302
0.6×10
(2)汽车过拱桥,看作在竖直平面内做匀速圆周运动,到达最高点时
有
=mg-Nmv2
R
为了保证安全,车队路面的压力N必须满足:N≥0.
有:
≤mg,则R≥90m,即这个圆弧拱桥的半径至少是90m.mv2
R
答:
(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,拐弯时不产生横向滑动.其弯道的最小半径是150m.
(2)如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够不离开地面安全通过圆弧拱桥,这个圆弧拱桥的半径至少是90m.