质量为100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面的夹角为37度,弯道半径R=30m,g=10m/s^2!求:(1)当转弯速度为10m/s,轨道受的侧压力多大?方向如何?(2)当速度为20m/s时呢?
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/06/21 18:10:22
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质量为100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面的夹角为37度,弯道半径R=30m,g=10m/s^2!求:(1)当转弯速度为10m/s,轨道受的侧压力多大?方向如何?(2)当速度为20m/s时呢?
质量为100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面的夹角为37度,弯道半径R=30m,g=10m/s^2!求:(1)当转弯速度为10m/s,轨道受的侧压力多大?方向如何?(2)当速度为20m/s时呢?
质量为100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面的夹角为37度,弯道半径R=30m,g=10m/s^2!求:(1)当转弯速度为10m/s,轨道受的侧压力多大?方向如何?(2)当速度为20m/s时呢?
(1)转弯速度为10m/s,则需要的向心力大小为
F(向)=mv^2/r =100*1000*10^2/30 =10^6/3(N),方向为水平指向圆心;
分析火车的受力:重力G、支持力N、侧压力F(假设方向斜向上),这三个力的合力提供向心力,竖直和水平方向分别列方程
∴有N*0.8+F*0.6=G;
N*0.6-F*0.8=10^6/3(N)
解方程,得
F=0.3333*10^6N=333.3kN,方向斜向上,即远离圆心.
(2)同理,F(向)=mv^2/r =100*1000*20^2/30 =4*10^6/3(N),方向为水平指向圆心;
分析火车的受力:重力G、支持力N、侧压力F(假设方向斜向上),这三个力合起来提供向心力,跟据竖直和水平方向分别列方程
∴有N*0.8+F*0.6=G;
N*0.6-F*0.8=4*10^6/3(N)
解方程,得
F=-0.4667*10^6N=-466.7kN,
为负值,所以与假设方向相反,方向为斜向下,即指向圆心.
解毕.
附:sin37°=0.6,cos37°=0.8,G=100*1000*10=10^6(N)
(写死我了……)