质量为1000kg的汽车驶过一座拱桥,已知桥面的圆弧半径是90m,g=10m/s2,求: (1)汽车以15m/s的速度驶过桥顶时,汽车对桥面的压力? (2)汽车以多大速度驶过桥顶时,汽车对桥面压力为零?

问题描述:

质量为1000kg的汽车驶过一座拱桥,已知桥面的圆弧半径是90m,g=10m/s2,求:
(1)汽车以15m/s的速度驶过桥顶时,汽车对桥面的压力?
(2)汽车以多大速度驶过桥顶时,汽车对桥面压力为零?

(1)汽车在桥顶时,根据牛顿第二定律得,
  mg-N=m

v2
R

解得N=mg-m
v2
R
=1000×10-1000×
152
90
=7500N.
根据牛顿第三定律得:对汽车桥面的压力大小N′=N=7500N,方向竖直向下.
(2)当压力为零时,有:mg=
v 20
R

解得v0=
gR
=
10×90
m/s=30m/s
答:
(1)汽车以15m/s的速度驶过桥顶时,汽车对桥面的压力大小是7500N,方向竖直向下.
(2)汽车以30m/s速度驶过桥顶时,汽车对桥面压力为零.