Вес движущегося по выпуклому мосту автомобиля

Автомобиль массой 2 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, двигаясь с постоянной по модулю скоростью 36 км/ч. Радиус кривизны моста равен 40 м. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих движение автомобиля по мосту.

1) Равнодействующая сил, действующих на автомобиль в верхней точке моста, сонаправлена с его скоростью.

2) Сила, с которой мост действует на автомобиль в верхней точке моста, меньше 20 000 Н и направлена вертикально вниз.

3) В верхней точке моста автомобиль действует на мост с силой, равной 15 000 Н.

4) Центростремительное ускорение автомобиля в верхней точке моста равно 2,5 м/с 2 .

5) Ускорение автомобиля в верхней точке моста направлено противоположно его скорости.

Рассмотрим рисунок, поясняющий движение автомобиля по выпуклому мосту.

1. Неверно. Равнодействующая сил реакции опоры N и силы тяжести mg по второму закону Ньютона сонаправлена с вектором ускорения. А т. к. автомобиль движется по окружности, то ускорение направлено к центру окружности, т. е. вниз. Следовательно, и равнодействующая направлена вниз. Скорость автомобиля при движении по окружности направлена по касательной (в данном случае — горизонтально).

2. Неверно. Сила, с которой мост действует на автомобиль — сила реакции опоры — направлена вертикально вверх.

3. Верно. Сила, с которой автомобиль действует на мост, равна весу тела. По третьему закону Ньютона P = N. Найдём силу реакции опоры по второму закону Ньютона Центростремительное ускорение равно Значит, Р = 15 кН.

4. Верно. (см. пункт 3).

5. Неверно. Вектор ускорения направлен вертикально вниз, вектор скорости — горизонтально (см. пункт 1).

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/problem?id=20015

Физика ЕГЭ 2021 ДЕМОВЕРСИЯ Решение задания 5

Физика ЕГЭ 2021 Демоверсия Решение задания 5

5. Автомобиль массой 2 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, двигаясь с постоянной по модулю скоростью 36 км/ч. Радиус кривизны моста равен 40 м.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих движение автомобиля по мосту.
1) Равнодействующая сил, действующих на автомобиль в верхней точке моста, сонаправлена с его скоростью.
2) Сила, с которой мост действует на автомобиль в верхней точке моста, меньше 20 000 Н и направлена вертикально вниз.
3) В верхней точке моста автомобиль действует на мост с силой, равной 15 000 Н.
4) Центростремительное ускорение автомобиля в верхней точке моста равно 2,5 м/с2.
5) Ускорение автомобиля в верхней точке моста направлено противоположно его скорости.

Решение:

Рассмотрим представленную модель. В данном случае движение автомобиля является движением по окружности радиусом R = 40 м.

Центростремительное ускорение при движении по окружности

Сила давления на мост P равна по модулю силе реакции опоры N.

Запишем второй закон Ньютона:

Т.к. вертикально тело не движется (не отрывается от моста), то

Тогда с учетом проекций

1) Нет, т.к. равнодействующая сила равна нулю, она никуда не направлена.

2) Нет, мост действует на автомобиль силой реакции опоры N, она направлена вверх.

3) Да, по расчетам P = 15000 Н.

4) Да, по расчетам = 2,5 м/с 2

5) Нет, в верхней точке присутствует только ускорение , оно направлено в центр окружности, скорость направлена по касательной.

Источник статьи: http://www.fizika-express.ru/fizika-ege-2021-demoversiya-reshenie-zadaniya-5/

Автомобиль движется по выпуклому мосту радиусом 40 м. Какое максимальное

Условие задачи:

Автомобиль движется по выпуклому мосту радиусом 40 м. Какое максимальное ускорение в направлении движения может развить автомобиль в высшей точке, если скорость его в этой точке 50,4 км/ч, а коэффициент трения колес автомобиля о мост 0,6?

Задача №2.4.36 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Решение задачи:

Между колесами автомобиля и дорогой действует сила трения покоя \(F_<тр.п>\). Заметьте, что сила трения именно покоя, а не скольжения, так как в противном случае колеса бы проскальзывали. Второй закон Ньютона в проекции на ось \(x\) даёт такое равенство:

Из него становится понятно, что автомобиль разовьёт максимальное ускорение, когда сила трения покоя достигнет своей максимальной величины. Максимальную силу трения покоя можно найти по той же формуле, что и силу трения скольжения:

Приравняем (1) и (2), тогда получим:

Чтобы найти силу реакции опоры, запишем второй закон Ньютона в проекции на ось \(y\):

Зная скорость автомобиля \(\upsilon\) и радиус выпуклого моста \(R\), легко найдем центростремительное ускорение \(a_ц\) по формуле:

Полученное выражение для силы реакции опоры \(N\) подставим в формулу (3), в итоге имеем решение задачи в общем виде:

Переведем скорость автомобиля в систему СИ:

Ответ: 3,06 м/с 2 .

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Источник статьи: http://easyfizika.ru/zadachi/dinamika/avtomobil-dvizhetsya-po-vypuklomu-mostu-radiusom-40-m-kakoe-maksimalnoe/

Вес движущегося по выпуклому мосту автомобиля

Задание 5. Автомобиль массой 3 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, радиус кривизны которого равен 60 м, двигаясь с постоянной скоростью 54 км/ч. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих движение автомобиля.

1) Сила, с которой автомобиль действует на мост, направлена вертикально вниз и равна 18 750 Н.

2) Сила, с которой мост действует на автомобиль, больше 20 000 Н и направлена вертикально вверх.

3) Сила тяжести, действующая на автомобиль, равна 25 000 Н.

4) Центростремительное ускорение автомобиля равно 3,75 м/с2.

5) Сумма сил, действующих на автомобиль, направлена вертикально вверх.

1) Сила F, с которой автомобиль действует на мост, складывается из силы тяжести автомобиля mg, направленной вниз, и центробежной силы , направленной вверх (здесь учтено, что 54 км/ч = 15 м/с):

2) Согласно третьему закону Ньютона, мост действует на автомобиль с той же силой, с которой автомобиль действует на мост, но направленной в противоположную сторону. То есть, мост действует на автомобиль с силой N=18750 Н, направленной вертикально вверх.

3) Сила тяжести для автомобиля, равна F=mg=30 000 Н.

4) Центростремительное ускорение, равно м/с2.

Источник статьи: http://self-edu.ru/ege2019_phis_30.php?id=7_5

Вес движущегося по выпуклому мосту автомобиля

Автомобиль массой 1000 кг движется с постоянной по модулю скоростью по выпуклому мосту. Автомобиль действует на мост в верхней его точке с силой F = 9000 Н. Сила, с которой мост действует на автомобиль, равна

1) 1000 Н и направлена вертикально вверх

2) 19 000 Н и направлена вертикально вниз

3) 9000 Н и направлена вертикально вниз

4) 9000 Н и направлена вертикально вверх

По третьему закону Ньютона, сила действия равна силе противодействия, при этом направлены эти силы противоположно. Следовательно, сила, с которой мост действует на автомобиль, равна 9000 Н и направлена вертикально вверх.

При этом у автомобиля есть центростремительное ускорение, которое получается из второго закона Ньютона как (F-N)/m. Таким образом, F должна быть больше N, то есть верный ответ 1.

Поскольку сказано, что «автомобиль действует на мост в верхней его точке с силой», то отсюда следует, что все силы (в том числе и центробежная учтены). Кроме того это можно проверить следующим образом: если бы в задаче не было учтено центростремительное ускорение, то сила с которой автомобиль действует на мост пропорциональна силе реакции опоры, которая в свою очередь пропорциональна силе тяжести. Итого мы получили бы: , но в задаче, как видите, указана сила, равная 9000 Н.

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/test?pid=4515