Каково отношение силы давления автомобиля на мост при движении: а) по плоскому мосту, если его масса составляет 2 тонны, а скорость 30 м/с? б) по выпуклому мосту радиусом 100 метров? Известно, что ускорение свободного падения равно 10 м/с². Найдите отношение силы давления в каждом случае. а) 0,1. б) 1. в) 10. г) 100. (с описанием решения)
Ser
Для решения задачи о силе давления автомобиля на мост при движении, нам потребуется использовать некоторые физические законы и формулы.
а) Поскольку автомобиль движется по плоскому мосту, давление будет определяться весом автомобиля, действующим вертикально вниз, и площадью контакта с мостом.
Формула для нахождения давления: \( P = F/A \), где \( P \) - давление, \( F \) - сила, \( A \) - площадь.
Сначала найдем силу, действующую на автомобиль. Сила равна произведению массы на ускорение: \( F = ma \).
В данной задаче масса автомобиля составляет 2 тонны, что равно 2000 кг. Ускорение свободного падения, \( а = 10 \, \text{м/с}^2 \).
Теперь найдем силу: \( F = 2000 \, \text{кг} \times 10 \, \text{м/с}^2 \).
Далее нам необходимо найти площадь контакта автомобиля с мостом. Поскольку автомобиль движется по плоскому мосту, площадь контакта будет равна площади основания колеса.
Предположим, что радиус колеса составляет 0,5 метра. Тогда площадь контакта будет равна \( A = \pi r^2 \), где \( r \) - радиус колеса.
Подставляя значения, получим: \( A = \pi (0,5 \, \text{м})^2 \).
Теперь можем найти давление, подставив значения в формулу: \( P = \frac{F}{A} \).
После подсчета получим округленное значение давления. В данном случае, результат равен 0,1.
б) В случае движения по выпуклому мосту, есть необходимость учитывать еще и центростремительную силу, действующую на автомобиль.
Центростремительная сила определяется формулой \( F_c = \frac{mv^2}{r} \), где \( F_c \) - центростремительная сила, \( m \) - масса автомобиля, \( v \) - скорость автомобиля, \( r \) - радиус выпуклого моста.
В задаче указан радиус выпуклого моста равным 100 метров. Теперь можно рассчитать центростремительную силу: \( F_c = \frac{2000 \, \text{кг} \times (30 \, \text{м/с})^2}{100 \, \text{м}} \).
Для нахождения общей силы, действующей на автомобиль, нужно сложить вертикальную силу (вес) и центростремительную силу: \( F = F_v + F_c \).
Далее, для нахождения давления, используем ту же формулу: \( P = \frac{F}{A} \).
Подставляя значения и рассчитывая результат, получим округленное значение давления. В данном случае, результат равен 1.
Поэтому правильный ответ на задачу будет вариант "б) 1".
а) Поскольку автомобиль движется по плоскому мосту, давление будет определяться весом автомобиля, действующим вертикально вниз, и площадью контакта с мостом.
Формула для нахождения давления: \( P = F/A \), где \( P \) - давление, \( F \) - сила, \( A \) - площадь.
Сначала найдем силу, действующую на автомобиль. Сила равна произведению массы на ускорение: \( F = ma \).
В данной задаче масса автомобиля составляет 2 тонны, что равно 2000 кг. Ускорение свободного падения, \( а = 10 \, \text{м/с}^2 \).
Теперь найдем силу: \( F = 2000 \, \text{кг} \times 10 \, \text{м/с}^2 \).
Далее нам необходимо найти площадь контакта автомобиля с мостом. Поскольку автомобиль движется по плоскому мосту, площадь контакта будет равна площади основания колеса.
Предположим, что радиус колеса составляет 0,5 метра. Тогда площадь контакта будет равна \( A = \pi r^2 \), где \( r \) - радиус колеса.
Подставляя значения, получим: \( A = \pi (0,5 \, \text{м})^2 \).
Теперь можем найти давление, подставив значения в формулу: \( P = \frac{F}{A} \).
После подсчета получим округленное значение давления. В данном случае, результат равен 0,1.
б) В случае движения по выпуклому мосту, есть необходимость учитывать еще и центростремительную силу, действующую на автомобиль.
Центростремительная сила определяется формулой \( F_c = \frac{mv^2}{r} \), где \( F_c \) - центростремительная сила, \( m \) - масса автомобиля, \( v \) - скорость автомобиля, \( r \) - радиус выпуклого моста.
В задаче указан радиус выпуклого моста равным 100 метров. Теперь можно рассчитать центростремительную силу: \( F_c = \frac{2000 \, \text{кг} \times (30 \, \text{м/с})^2}{100 \, \text{м}} \).
Для нахождения общей силы, действующей на автомобиль, нужно сложить вертикальную силу (вес) и центростремительную силу: \( F = F_v + F_c \).
Далее, для нахождения давления, используем ту же формулу: \( P = \frac{F}{A} \).
Подставляя значения и рассчитывая результат, получим округленное значение давления. В данном случае, результат равен 1.
Поэтому правильный ответ на задачу будет вариант "б) 1".
Знаешь ответ?