质量为100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面的夹角为37度,弯道半径R=30m,g=10m/s^2!求:(1

1个回答

  • (1)转弯速度为10m/s,则需要的向心力大小为

    F(向)=mv^2/r =100*1000*10^2/30 =10^6/3(N),方向为水平指向圆心;

    分析火车的受力:重力G、支持力N、侧压力F(假设方向斜向上),这三个力的合力提供向心力,竖直和水平方向分别列方程

    ∴有N*0.8+F*0.6=G;

    N*0.6-F*0.8=10^6/3(N)

    解方程,得

    F=0.3333*10^6N=333.3kN,方向斜向上,即远离圆心.

    (2)同理,F(向)=mv^2/r =100*1000*20^2/30 =4*10^6/3(N),方向为水平指向圆心;

    分析火车的受力:重力G、支持力N、侧压力F(假设方向斜向上),这三个力合起来提供向心力,跟据竖直和水平方向分别列方程

    ∴有N*0.8+F*0.6=G;

    N*0.6-F*0.8=4*10^6/3(N)

    解方程,得

    F=-0.4667*10^6N=-466.7kN,

    为负值,所以与假设方向相反,方向为斜向下,即指向圆心.

    解毕.

    附:sin37°=0.6,cos37°=0.8,G=100*1000*10=10^6(N)

    (写死我了……)