高中物理必修2曲线运动,火车转弯问题.质量为100T的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面的夹角为α=37°,弯道半径30m,重力加速度g取10m/s²,求：（1）当火车速度为v1=10m/s时,轨道收到的
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/24 20:47:29
高中物理必修2曲线运动,火车转弯问题.质量为100T的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面的夹角为α=37°,弯道半径30m,重力加速度g取10m/s²,求：（1）当火车速度为v1=10m/s时,轨道收到的
高中物理必修2曲线运动,火车转弯问题.
质量为100T的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面的夹角为α=37°,弯道半径30m,重力加速度g取10m/s²,求：（1）当火车速度为v1=10m/s时,轨道收到的压力多大?方向如何?（2）当火车速度为v2=20m/s时,轨道收到的侧压力多大?方向如何?
高中物理必修2曲线运动,火车转弯问题.质量为100T的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面的夹角为α=37°,弯道半径30m,重力加速度g取10m/s²,求：（1）当火车速度为v1=10m/s时,轨道收到的
（1）转弯速度为10m/s,则需要的向心力巨细为
F（向）=mv^2/r =100*1000*10^2/30 =10^6/3(N),方向为水平指向圆心；
分析火车的受力：重力G、支持力N、侧压力F（假设方向斜向上）,这三个力的合力提供向心力,竖直和水平方向分别列方程
∴有N*0.8+F*0.6=G；
N*0.6-F*0.8=10^6/3（N）
解方程,得
F=0.3333*10^6N=333.3kN,方向斜向上,即远离圆心.
（2）同理,F（向）=mv^2/r =100*1000*20^2/30 =4*10^6/3(N),方向为水平指向圆心；
分析火车的受力：重力G、支持力N、侧压力F（假设方向斜向上）,这三个力合起来提供向心力,跟据竖直和水平方向分别列方程
∴有N*0.8+F*0.6=G；
N*0.6-F*0.8=4*10^6/3（N）
解方程,得
F=-0.4667*10^6N=-466.7kN,
为负值,以是与假设方向相反,方向为斜向下,即指向圆心