北京时间4月17日,2011赛季F1大奖赛上海站比赛结束.汉密尔顿赢得冠军.假设汉密尔顿的赛车总质量为m,比赛中其中一个路段的水平转弯半径为R,转弯时的速度为v

北京时间4月17日,2011赛季F1大奖赛上海站比赛结束.汉密尔顿赢得冠军.假设汉密尔顿的赛车总质量为m,比赛中其中一个路段的水平转弯半径为R,转弯时的速度为v

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北京时间4月17日,2011赛季F1大奖赛上海站比赛结束.汉密尔顿赢得冠军.假设汉密尔顿的赛车总质量为m,比赛中其中一个路段的水平转弯半径为R,转弯时的速度为v,赛车形状设计得使其上下方空气产生一个压力差,称为气动压力,通过气动压力,从而增大对地面的正压力.正压力与摩擦力的比值叫侧向附着系数,以η表示.要使得赛车转弯时不发生侧滑,则需要多大的气动压力?
答案
对赛车进行受力分析可知:在竖直方向上,汽车受到三个力的作用:重力mg,气动压力F和支持力FN,则有:
FN=mg+F.
而由题意知:η=
FN
f

f=
F+mg
η

根据牛顿第二定律,可得:f=
mv2
R

则得
F+mg
η
=m
v2
R

即:F=
ηmv2
R
-mg

答:要使得赛车转弯时不发生侧滑,需要的气动压力为
ηmv2
R
-mg.
举一反三
一辆汽车以54km/h的速率通过一座拱桥的桥顶,汽车对桥面的压力等于车重的一半,这座拱桥的半径是______m.若要使汽车过桥顶时对桥面无压力,则汽车过桥顶时的速度大小至少是______m/s.
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汽车过拱桥顶点的速度为10m/s,车对桥的压力为车重的3/4,如果使汽车行驶至桥顶时对桥压力恰为零,则汽车的速度为______.
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质量为20kg的小孩坐在秋千板上,小孩重心离拴绳子的横梁2.5m,如果秋千摆到最高点时,绳子与竖直方向的夹角是600,秋千板摆到最低点时,求:
(1)小孩的速度多大
(2)小孩对秋千板的压力多大.
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一汽车通过拱形桥顶点时速度为10m/s,车对桥顶的压力为车重的
3
4
,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速至少为______m/s(g=10m/s2
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质量为800kg的小汽车驶过一座半径为50m的圆形拱桥,达到顶端时的速度为5m/s,求此时汽车对桥的压力大小.(g=10m/s2 )
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