Водитель автомобиля собирается входить в поворот на скорости 84 км/ч, двигаясь с центростремительным ускорением 6 м/с² по закруглённому участку дороги радиусом 80 м. Может ли он повернуть, не снижая скорость в данной ситуации?
Физика11 классЦентростремительное движениецентростремительное ускорениеповорот автомобиляскорость 84 км/чрадиус 80 мфизика 11 класс
Чтобы ответить на вопрос, давайте сначала разберем, что такое центростремительное ускорение и как оно связано с движением автомобиля по кругу.
Центростремительное ускорение - это ускорение, направленное к центру круговой траектории, которое необходимо для поддержания движения тела по кругу. Оно определяется по формуле:
a_c = v² / r
где:
Теперь давайте переведем скорость автомобиля из километров в час в метры в секунду, так как все остальные единицы измерения у нас в системе СИ. Скорость 84 км/ч равна:
v = 84 км/ч * (1000 м / 1 км) * (1 ч / 3600 с) = 23.33 м/с
Теперь подставим известные значения в формулу центростремительного ускорения:
a_c = v² / r = (23.33 м/с)² / 80 м
Теперь вычислим v²:
v² = 23.33² = 544.89 м²/с²
Теперь подставим это значение в формулу:
a_c = 544.89 м²/с² / 80 м = 6.81 м/с²
Теперь сравним полученное центростремительное ускорение с тем, которое может быть обеспечено автомобилем. В задаче указано, что центростремительное ускорение составляет 6 м/с².
Сравнение:
Так как 6.81 м/с² больше, чем 6 м/с², это означает, что автомобиль не сможет пройти поворот с заданной скоростью 84 км/ч без снижения скорости.
Вывод: Водителю нужно снизить скорость, чтобы безопасно войти в поворот, так как при текущей скорости центростремительное ускорение превышает допустимое значение.