铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为θ(如图),弯道处的圆弧半径为R,火

2025-04-06 03:22:21
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回答1:

(1)火车拐弯时按设计时速通过时由重力和支持力的合力提供向心力,对火车进行受力分析如图有:

FNcosθ=mg
所以可得火车受到的支持力为:FN

mg
cosθ

(2)如上图可知,火车拐弯时的向心力由重力和支持力的合力提供,即:
F=FNsinθ=ma
所以火车拐弯时的加速度大小为:
a=
F
m
FNsinθ
m
=gtanθ

(3)根据向心力公式有:
F=m
v2
R
得火车拐弯的速度为:v=
FR
m
gRtanθ

答:(1)铁轨对火车的支持力大小为
mg
cosθ

(2)火车转弯时的加速度大小为gtanθ;
(3)设计转弯速度v为
gRtanθ