Khi xe chạy theo đường vòng cung nằm ngang, tốc độ tối đa của xe để giữ an toàn
Giải Vật Lí lớp 10 Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm
Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Vận dụng trang 133 Vật Lí 10 trong Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm, lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập Vật Lí 10.
Vận dụng trang 133 Vật Lí 10: Khi xe chạy theo đường vòng cung nằm ngang, tốc độ tối đa của xe để giữ an toàn phụ thuộc như thế nào vào hệ số ma sát nghỉ và bán kính đường tròn? Tốc độ này có phụ thuộc trọng lượng của xe không? Từ đó, hãy đề xuất những yếu tố quan trọng cần lưu ý khi thiết kế cầu đường có hình vòng cung.
Lời giải:
- Tốc độ tối đa của xe để giữ an toàn phụ thuộc vào căn bậc 2 của tích hệ số ma sát nghỉ và bán kính đường tròn:
- Tốc độ này không phụ thuộc và khối lượng của xe.
- Đề xuất: Khi xe chạy trên đường đèo, trong đường đua có tốc độ cao, hoặc mặt đường trơn trượt, lực ma sát giữa các bánh xe và mặt đường không đủ để tạo lực hướng tâm, do phải tồn tại lực hướng tâm để xe có thể thực hiện chuyển động tròn, mặt đường phải được thiết kế nghiêng một góc α so với phương ngang để hợp lực hướng vào tâm đường tròn và đóng vai trò lực hướng tâm, bảo đảm cho xe chạy vòng theo quỹ đạo tròn. Dù vậy, tốc độ của xe cũng bị giới hạn để xe không bị trượt ra khỏi cung tròn.