- 拱桥
- 共38题
质量m=5t的汽车以速率v=10m/s分别驶过一座半径R=l00m的凸形桥和凹形桥的中央,取g=l0m/s2,求:
(1)在凸、凹形桥的中央,汽车对桥面的压力;
(2)若汽车通过凸形桥顶端时对桥面的压力为零,此时汽车的速率是多少?
正确答案
解:(1)汽车过凸形桥和凹形桥的受力情况如图所示:
过凸形桥时,有:
根据牛顿第三定律可知,汽车对凸形桥的压力大小为
过凹形桥时,有:
(2)设当汽车对桥面的压力为零时,汽车的速率为,此时,有
如图一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部。(取g=10m/s2)
(1)此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大?
(2)如果汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部,则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大?
(3)汽车以多大速度通过拱桥的顶部时,汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零?
正确答案
解:(1)静止,
(2)
(3)
在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是108km/h 。汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6 倍。
(1) 如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径是多少?
(2) 如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够安全通过圆弧拱桥,这个圆弧拱桥的半径至少是多少?
正确答案
解:(1)汽车在水平路面上拐弯,或视为汽车做匀速圆周运动,其向心力是车与路面间的最大静摩擦力,有
由速度30m/s
得弯道半径>150m。
(2)看作在竖直平面内做匀速圆周运动,到达最高点时,有,车对路面的压力N必须大于零。
有
则>90m。
在各种公路上拱形桥是常见的,质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为R,求:
(1)汽车通过桥的最高点时对路面的压力?
(2)若R取160m,试计算汽车过桥最高点的安全速度?(g=10m/s2)
正确答案
(1)mg-mv2/R
(2)40m/s
质量相等的两汽车以相同的速度v分别通过半径为R的凸形桥顶P与凹形桥底P′时两桥面所受的压力之比为FP∶FP′=_______________。
正确答案
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