Question

 在用高級瀝青鋪設的高速公路上，汽車的設計時速是108km/h。汽車在這種路面上行駛時，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍。

   （1）如果汽車在這種高速路的水平彎道上拐彎，假設彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？

   （2）如果高速路上設計了圓弧拱橋做立交橋，要使汽車能夠以設計時速安全通過圓弧拱橋，這個圓弧拱橋的半徑至少是多少？（取g=10m/s²）

 

 

 

 

 

Answer 1

 解：（1）汽車在水平路面上拐彎，可視為汽車做勻速圓周運動，其向心力是車與路面間的靜摩擦力提供，當靜摩擦力達到最大值時，由向心力公式可知這時的半徑最小，有

F_m=0.6mg≥                  （2分）

由速度v=30m/s，得彎道半徑 r≥150m；（2分）

   （2）汽車過拱橋，看作在豎直平面內做勻速圓周運動，到達最高點時，根據(jù)向心力公式有：mg－F_N=（2分）

為了保證安全，車對路面間的彈力F_N必須大于等于零。有   mg≥（2分）

則R≥90m。  （2分）