Bài 3 trang 103 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao

Một ô tô khối lượng m = 1200 kg (coi là chất điểm), chuyển động với vận tốc 36 km/h trên chiếc cầu vồng lên coi như cung tròn có bán kính R = 50 (m) (Hình 22.10). Tính áp lực của ô tô vào mặt cầu tại điểm cao nhất.

Đề bài

Một ô tô khối lượng m = 1200 kg (coi là chất điểm), chuyển động với vận tốc 36 km/h trên chiếc cầu vồng lên coi như cung tròn có bán kính R = 50 (m) (Hình 22.10). Tính áp lực của ô tô vào mặt cầu tại điểm cao nhất.

Nếu cầu võng xuống (các số liệu vẫn giữ như trên) thì áp lực của ô tô vào mặt cầu tại điểm thấp nhất là bao nhiêu ?

So sánh hai đáp số và nhận xét.

Lời giải chi tiết

a) Coi xe là vật chuyển động tròn đều trên cung tròn tâm O bán kính R. Lực phát động cân bằng với lực ma sát. Ở vị trí cao nhất \(\overrightarrow P ;\overrightarrow N \) đều thẳng đứng, qua O nên

\(m\overrightarrow {{a_{ht}}} = \overrightarrow {{F_{ht}}} = \overrightarrow P + \overrightarrow N \,(1)\)

Chọn chiều dương hướng tâm thì

\(\eqalign{ & (1)\, = > {{m{v^2}} \over R} = P - N = mg - N \cr & = > N = m\left( {g - {{{v^2}} \over R}} \right) = 1200\left( {9,81 - {{{{10}^2}} \over {50}}} \right) \cr&\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;= 9372\,(N) \cr} \)

Theo định luật III: Áp lực của ô tô vào mặt cầu tại điểm cao nhất

\({N'} = N = 9372\,N < mg\)

b) Ở vị trí thấp nhất của cầu võng thì

\(\eqalign{ & {{m{v^2}} \over R} = N - P = N - mg \cr & {N'} = N = m(g + {{{v^2}} \over R})\, = 14172\,N > mg \cr} \)

c) Nhận xét : Áp lực ô tô lên cầu vồng nhỏ hơn lên cầu võng.

Vì lí do này (và còn một số lí do khác ) người ta không làm cầu võng.

Loigiaihay.com

Bình luận

Chia sẻ

Bình chọn:

4.9 trên 7 phiếu

Bài tiếp theo

Bài 4 trang 103 SGK Vật Lý 10 Nâng cao
Trong thí nghiệm ở Hình 22.4 , nếu hệ số ma sát nghỉ giữa vật và mặt bàn là 0,25 và tốc độ góc của bàn là 3 rad/s thì có thể đặt vật ở vùng nào trên mặt bàn để nó không bị trượt đi ?
Bài 2 trang 102 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao
Trong thí nghiệm ở Hình 22.3, dây dài 0,5 m. Hãy tính số vòng quay trong 1 s để dây lệch đi góc so với phương thẳng đứng.
Bài 1 trang 102 SGK Vật Lý 10 Nâng cao
Hãy chọn câu đúng Các nhà du hành vũ trụ trên con tàu quay quanh Trái Đất ở trong trạng thái mất trọng lượng là do
Câu C3 trang 99 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao
Trọng lực có hướng về tâm Trái Đất không ?
Câu C2 trang 99 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao
Lực quán tính li tâm trong Hình 22.5 có thể gây ra hiện tượng gì ?
Câu C1 trang 99 SGK Vật lý 10 Nâng Cao
Trong thí nghiệm ở Hình 22.3 có do một vật cụ thể nào tác dụng vào A theo chiều AO không ?