高一物理某圆形拱桥的半径R为5米 一辆质量m=1000kg的车以v=5m速率通过拱形桥最高点g=9.8秒每次方 求汽车在最高点对拱形桥压力大小 要使汽车在拱形桥最高点不脱离地面 汽车最大速率是多少

问题描述:

高一物理某圆形拱桥的半径R为5米 一辆质量m=1000kg的车以v=5m速率通过拱形桥最高点
g=9.8秒每次方 求汽车在最高点对拱形桥压力大小 要使汽车在拱形桥最高点不脱离地面 汽车最大速率是多少

汽车在拱桥最高点的时,汽车的重力和拱桥对拱桥对汽车的支持力的合力(与汽车对拱桥的压力大小相等,方向相反)提供汽车运动的向心力,设汽车对拱桥的压力大小为F,则:
mg-F=mv^2/r
得 F=4800N
汽车不脱离地面汽车最大速度为重力提供汽车运动的向心力,即
mg=mv^2/r
得 v=7m/s

mg-N=mv²/R
N=4800 N
mg=mV²/R
V=7 m/s

汽车在最高点对拱形桥压力大小:
mg-N=mv^2/R
N=mg-mv^2/R=1000*9.8-1000*5^2/5=4800N
汽车在拱形桥最高点不脱离地面 汽车最大速率是:
mg=mv'^2/R
v'=(Rg)^1/2=(5*9.8)^1/2=7m/s

向心力F=mv^2/R其中m=1000kg v=5m/s R=5m 带入得 F=5000N 压力F1=G-F=mg-F=4800N
不脱离地面及向心力=重力 所以 mv^2/R=mg 代入数据得v=7m/s