一公路的水平弯道半径为R,路面的外侧高出内侧,并与水平面夹角为θ.要使汽车通过该段路面时而不引起侧向摩擦力,则汽车的速率为√(Rgtanθ).为什么是tanθ啊?
问题描述:
一公路的水平弯道半径为R,路面的外侧高出内侧,并与水平面夹角为θ.要使汽车通过该段路面时而不引起侧向摩擦力,则汽车的速率为√(Rgtanθ).为什么是tanθ啊?
应该是sin才对啊,想不通.
答
把支持力分解成竖直和水平方向.因为没有侧向摩擦,说明汽车的轨道半径不变,因此高度也不变,因此竖直方向合力为0.所以支持力为F=mg/cos(theta).向心力由支持力的水平分量提供=F*sin(theta)=mg*tan(theta)=mv^2/r.所以可以求出速度就是那个.为什么是竖直方向和水平方向的分力呢?向心力不是应该沿斜面方向么?因为没有侧向摩擦,汽车应该保持在同一半径上运动,所以在同一个水平面上,所以向心力是水平的。那个圆周运动是水平面内的?一般做的题圆周运动的轨迹不都是沿斜面方向的么?是啊,是在水平面上的它不是一个斜坡么?轨迹是在坡上,那圆周也应该是沿斜面方向而不是水平方向啊就像你在纸上画个圆,剪下来,这个圆在一个平面上,你再把这个圆放碗里,它还是在平面上。