Bài tập 3 trang 103 SGK Vật lý 10 nâng cao

Coi xe là vật chuyển dộng tròn đều trên cung tròn tâm O bán kính R. Lực phát động cân bằng với lực ma sát. Ở vị trí cao nhất \(\vec P;\vec N\) đều thẳng đứng, qua O nên

\(m\overrightarrow {{a_{ht}}}  = \overrightarrow {{F_{ht}}}  = \vec P + \vec N{\mkern 1mu} (1)\)  $(1)$

Chọn chiều dương hướng tâm thì: 

\(\begin{array}{l} (1){\mkern 1mu} = > \frac{{m{v^2}}}{R} = P - N = mg - N\\ = > N = m\left( {g - \frac{{{v^2}}}{R}} \right) = 1200\left( {9,81 - \frac{{{{10}^2}}}{{50}}} \right)\\ = > N = 9372{\mkern 1mu} (N) \end{array}\)

Theo định luật III Niu Tơn: Áp lực của ô tô vào mặt cầu tại điểm cao nhất là:

\(N' = N = 9372{\mkern 1mu} N < mg\)

Ở vị trí thấp nhất của cầu võng thì

\(\begin{array}{l} \frac{{m{v^2}}}{R} = N - P = N - mg\\ \Rightarrow N' = N = m(g + \frac{{{v^2}}}{R}){\mkern 1mu} = 14172{\mkern 1mu} N > mg \end{array}\)

Nhận xét :

+ Trường hợp cầu vồng, khi qua chỗ cao nhất, áp lực của ô tô lên cầu nhỏ hơn trọng lực của nó.

+ Trường hợp cầu võng, khi qua vị trí thấp nhất, áp lực của ô tô lên cầu lớn hơn trọng lực của nó.

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247