Вопрос:

Какова сила, с которой автобус массой 2 тонны, движущийся по выпуклому мосту радиусом кривизны 40 метров со скоростью 36 км/ч, давит на мост в верхней его точке?

Физика 11 класс Динамика сила автобус масса 2 тонны выпуклый мост радиус кривизны 40 метров скорость 36 км/ч давление на мост физика 11 класс Новый

Для решения данной задачи необходимо рассмотреть два основных момента: силу тяжести, действующую на автобус, и центростремительное ускорение, возникающее при движении по кривой.

Шаг 1: Определение массы автобуса

• Масса автобуса составляет 2 тонны, что эквивалентно 2000 кг.

Шаг 2: Вычисление силы тяжести

• Сила тяжести (Fтяж) определяется по формуле: Fтяж = m * g, где m - масса, g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²).
• Подставляем значения: Fтяж = 2000 кг * 9.81 м/с² = 19620 Н.

Шаг 3: Определение скорости в метрах в секунду

• Скорость автобуса равна 36 км/ч. Для перевода в метры в секунду используем формулу: v = 36 км/ч * (1000 м/км) / (3600 с/ч) ≈ 10 м/с.

Шаг 4: Вычисление центростремительного ускорения

• Центростремительное ускорение (aц) определяется по формуле: aц = v² / r, где v - скорость, r - радиус кривизны.
• Подставляем значения: aц = (10 м/с)² / 40 м = 2.5 м/с².

Шаг 5: Вычисление центростремительной силы

• Центростремительная сила (Fц) определяется по формуле: Fц = m * aц.
• Подставляем значения: Fц = 2000 кг * 2.5 м/с² = 5000 Н.

Шаг 6: Определение результирующей силы, действующей на мост

• В верхней точке моста автобус испытывает как силу тяжести, так и центростремительную силу, направленную вниз.
• Следовательно, результирующая сила (Fрез) будет равна сумме силы тяжести и центростремительной силы: Fрез = Fтяж + Fц.
• Подставляем значения: Fрез = 19620 Н + 5000 Н = 24620 Н.

Ответ: Сила, с которой автобус массой 2 тонны давит на мост в верхней его точке, составляет 24620 Н.