Какова сила нормального давления автомобиля массой 1400 кг на выпуклом мосту с радиусом 160 м, если его скорость составляет 72 км/ч и угол между радиус-вектором и горизонталью равен 60 градусов?

Физика 11 класс Динамика сила нормального давления автомобиль 1400 кг выпуклый мост радиус 160 м скорость 72 км/ч угол 60 градусов физика 11 класс Новый

Для решения данной задачи необходимо учитывать несколько факторов, таких как масса автомобиля, его скорость, радиус кривизны моста и угол наклона. Давайте разберем шаги решения по порядку.

Шаг 1: Перевести скорость в м/с

Скорость автомобиля задана в км/ч. Для перевода в м/с нужно использовать следующий коэффициент:

• 1 км/ч = 1/3.6 м/с

Таким образом, скорость 72 км/ч будет равна:

• 72 / 3.6 = 20 м/с

Шаг 2: Найти центростремительное ускорение

Центростремительное ускорение (a_c) можно найти по формуле:

• a_c = v^2 / R

где v - скорость, R - радиус кривизны. Подставляем известные значения:

• a_c = (20 м/с)^2 / 160 м = 400 / 160 = 2.5 м/с²

Шаг 3: Найти силу тяжести

Сила тяжести (F_g) автомобиля определяется по формуле:

• F_g = m * g

где m - масса автомобиля (1400 кг), g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²). Подставляем значения:

• F_g = 1400 кг * 9.81 м/с² = 13734 Н

Шаг 4: Найти результирующую силу нормального давления

Сила нормального давления (N) будет зависеть от силы тяжести и центростремительного ускорения. Поскольку угол между радиус-вектором и горизонталью равен 60 градусов, мы можем использовать тригонометрию для нахождения компоненты силы нормального давления:

• N - F_g * cos(60°) = F_g + m * a_c

Значение cos(60°) равно 0.5. Таким образом, уравнение можно записать как:

• N = F_g + m * a_c

Подставляем известные значения:

• N = 13734 Н + 1400 кг * 2.5 м/с²
• N = 13734 Н + 3500 Н = 17234 Н

Ответ:

Сила нормального давления автомобиля на выпуклом мосту составляет 17234 Н.