的支持力作用和火车的重力作用,如上图所示.其做圆周运动的圆心在水平面内,将FN1分解则有:
FN1cosα=G,FN1sinα=m
v2 |
R |
所以
G |
cosα |
v2 |
R |
所以v=
Rgtanα |
30×10×
|
(1)由于10 m/s<15 m/s,故火车应受到内轨沿轨道斜面向上的侧压力作用,火车受力如下图所示.其做圆周运动的圆心仍在水平面内,将FN2及FN2′分解有:
G=FN2cosα+FN2′sinα①
FN2sinα-FN2′cosα=m
| ||
R |
由①式得FN2=
G−FN2′sinα |
cosα |
将FN2代入②式得
G−FN2′sinα |
cosα |
| ||
R |
代入数据解得FN2′=
1 |
3 |
(2)由于20m/s>15m/s,外轨有侧压力,同理有:
G+FN2′sinα=FN2cosθ,
FN2sinα+FN2′cosα=m
v22 |
R |
代入数据解得FN2′=
4 |
3 |
答:(1)当火车的速度为v1=10m/s时,轨道受到的侧压力大小为
1 |
3 |
(2)当火车的速度为v2=20m/s时,轨道受到的侧压力为
4 |
3 |