Какова сила давления автомобиля массой 100 кг, движущегося со скоростью 10 м/с² по выпуклому мосту с радиусом кривизны 50 м, в момент его прохождения через середину моста?

Физика 11 класс Динамика сила давления автомобиль масса 100 кг скорость 10 м/с² выпуклый мост радиус кривизны 50 м физика 11 класс Новый

Чтобы найти силу давления автомобиля на мост в момент его прохождения через середину моста, необходимо учитывать несколько факторов, включая массу автомобиля, его скорость и радиус кривизны моста.

Шаг 1: Определение центростремительного ускорения

Когда автомобиль движется по кривой, он испытывает центростремительное ускорение. Оно рассчитывается по формуле:

a_c = v² / R

где:

• v - скорость автомобиля (в данном случае 10 м/с),
• R - радиус кривизны (в данном случае 50 м).

Подставим значения:

a_c = (10 м/с)² / 50 м = 100 м²/с² / 50 м = 2 м/с².

Шаг 2: Определение силы тяжести

Сила тяжести, действующая на автомобиль, рассчитывается по формуле:

F_g = m * g

где:

• m - масса автомобиля (в данном случае 100 кг),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).

Подставим значения:

F_g = 100 кг * 9.81 м/с² = 981 Н.

Шаг 3: Определение центростремительной силы

Центростремительная сила, необходимая для движения автомобиля по кривой, равна:

F_c = m * a_c.

Подставим значения:

F_c = 100 кг * 2 м/с² = 200 Н.

Шаг 4: Определение силы давления на мост

В момент прохождения через середину моста, автомобиль испытывает как силу тяжести, так и центростремительную силу, направленную вниз. Сила давления на мост будет равна сумме силы тяжести и центростремительной силы:

F_давления = F_g + F_c.

Подставим значения:

F_давления = 981 Н + 200 Н = 1181 Н.

Ответ: Сила давления автомобиля на мост в момент его прохождения через середину моста составляет 1181 Н.