На горизонтальном участке дороги вес автомобиля Р выразим формулой: Р = m * g.
На автомобиль при прохождении верхней точки выпуклого моста действует 2 силы: сила тяжести m * g, направленная вертикально вниз, сила N давления моста, направленная вертикально вверх.
m * a = m * g + N - 2 закон Ньютона в векторной форме.
Для проекций на вертикальную ось 2 закон Ньютона примет вид: - m * a = - m * g + N.
N = m * g - m * а = m * (g - а).
Центростремительное ускорение а выразим формулой: a = V2 / R.
N = m * (g - V2 / R).
Согласно 3 закона Ньютона сила N = Р1.
Р / Р1 = m * g / m * (g - V2 / R) = g / (g - V2 / R) = 2.
g - V2 / R = g / 2.
V2 / R = g / 2.
R = 2 * V2 / g.
R = 2 * (20 м/с)2 / 10 м/с2 = 80 м.
ответ: радиус кривизны моста должен составлять R = 80 м.
Вот
Объяснение:
V = 72 км/ч = 20 м/с.
Р / Р1 = 2.
g = 10 м/с2.
R - ?
На горизонтальном участке дороги вес автомобиля Р выразим формулой: Р = m * g.
На автомобиль при прохождении верхней точки выпуклого моста действует 2 силы: сила тяжести m * g, направленная вертикально вниз, сила N давления моста, направленная вертикально вверх.
m * a = m * g + N - 2 закон Ньютона в векторной форме.
Для проекций на вертикальную ось 2 закон Ньютона примет вид: - m * a = - m * g + N.
N = m * g - m * а = m * (g - а).
Центростремительное ускорение а выразим формулой: a = V2 / R.
N = m * (g - V2 / R).
Согласно 3 закона Ньютона сила N = Р1.
Р / Р1 = m * g / m * (g - V2 / R) = g / (g - V2 / R) = 2.
g - V2 / R = g / 2.
V2 / R = g / 2.
R = 2 * V2 / g.
R = 2 * (20 м/с)2 / 10 м/с2 = 80 м.
ответ: радиус кривизны моста должен составлять R = 80 м.
пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)
запишем первый закон Ньютона:
Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения
в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:
Fa - mg - F = 0
2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):
Fa - mg = 0
пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.
составим систему уравнений:
p(в) g V = F + mg
p'(в) g V = mg
вычитаем из первого уравнения второе
gV (p(в) - p'(в)) = F
F = p(в) g V / 2.
3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):
P V = m R T / M
делим на объем обе части
P = p R T / M => p = P M / R T.
молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль
F = P M g V / 2 R T
F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,
F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН