Какую скорость должен иметь мотоциклист при прохождении по выпуклому мосту с радиусом кривизны 23, чтобы в самой
Какую скорость должен иметь мотоциклист при прохождении по выпуклому мосту с радиусом кривизны 23, чтобы в самой верхней точке сила давления, которую мотоциклист оказывает на мост, была в 3 раза меньше, чем полная сила тяжести мотоциклиста?
21.12.2023 00:21
Объяснение:
Для решения данной задачи, нам потребуется использовать понятия равномерного движения и центростремительного ускорения.
Сначала определим условия задачи:
- Радиус кривизны моста, обозначим его буквой R = 23 м.
- Сила давления, которую мотоциклист оказывает на мост, обозначим её буквой Fd.
- Полная сила тяжести мотоциклиста обозначим её буквой Fт.
Для того чтобы найти скорость мотоциклиста при прохождении по мосту, воспользуемся равенством сил:
Fd = Fт/3
Сила давления на мост можно найти с помощью второго закона Ньютона вращательного движения:
Fd = (mv^2)/R
Сила тяжести мотоциклиста равна его массе, умноженной на ускорение свободного падения:
Fт = mg
Следовательно, получаем уравнение:
(mv^2)/R = mg/3
Учитывая, что g - ускорение свободного падения и равно 9,8 м/с^2, и масса мотоциклиста неизвестна, исключим её из уравнения и получим следующее:
v^2 = (Rg)/3
Далее выразим скорость:
v = √((Rg)/3)
Пример:
Для данной задачи с радиусом кривизны моста равным 23 м, мы можем найти скорость, не зная массу мотоциклиста:
v = √((23 * 9,8)/3)
v ≈ 9,68 м/с
Совет:
Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется ознакомиться с понятиями и формулами равномерного движения и центростремительного ускорения.
Дополнительное задание:
Мотоциклист прошел по мосту радиусом кривизны 15 м с постоянной скоростью в 8 м/с. Найдите силу давления, которую мотоциклист оказывает на мост. (Подсказка: используйте формулу Fd = (mv^2)/R)