Какие силы действую на автомобиль:

Сила нормального давления - это сила, с которой тело давит на мост. Или мост - на тело (если бы мост не давил на тело, он бы не держал его и оно просочилось бы сквозь мост вниз :) ). Когда тело движется по прямому мосту, на него действуют 2 силы - сила тяжести и сила нормального давления моста. Т. к. , скорость постоянная, они в этом случае равны.
Когда тело движется по круглому мосту (выпуклому или вогнутому) , скорость его меняется по направлению (хотя по модулю постоянно) . Раз скорость меняется, значит, оно движется с ускорением. А значит, сила тяжести и сила нормального давления в этом случае не равны. И их разница по второму закону Ньютона как раз и дает это ускорение.
Ускорение тела, когда оно движется по дуге, всегда направлено в центр окружности, частью которой является эта дуга. Поэтому, при движении по вогнутому мосту, ускорение в самой нижней точке направлено вверх. Значит и результирующая сила, которая вызвала это ускорение (и которая называется "центростремительной"), тоже направлена вверх. А поскольку она является разностью сил нормального давления и силы тяжести, а сила нормального давления моста на тело также направлена вверх, это значит, что сила нормального давления в данном случае больше силы тяжести, т. е. , она ее пересиливает. :) Рассуждая аналогично, найдешь, что при движении по выпуклому мосту сила нормального давления будет меньше силы тяжести. Т. е. , на вогнутом мосту она будет максимальной. вогнутый мост, «мертвая петля».

При равномерном движении тела по окружности используется формула ,

,где u- скорость автомобиля; r- радиус кривизны.

Следует учесть, что в условиях нашего рельефа местности дороги имеют огромное количество подъемов и спусков, поворотов, а это ничто иное, как движение по части окружности.

Автомобиль, движущийся по выпуклому мосту легче того же автомобиля, неподвижно стоящего на том же мосту.

Действительно, движение по выпуклому мосту – это движение по части окружности. Поэтому автомобиль движется с центростремительным ускорением, равным по модулю:

, где u- скорость автомобиля; r- радиус кривизны.

В момент, когда автомобиль находится в высшей точке моста, это ускорение направлено по вертикали вниз. Оно сообщается автомобилю равнодействующей силы тяжести

и силы реакции моста.

Уравнение, выражающее второй закон Ньютона в векторной форме, запишется так:

Вес автомобиля (сила, с которой он давит на мост) по третьему закону Ньютона направлен противоположно силе реакции моста, а по модулю эти сил равны, следовательно,

Обратите внимание, что при некоторой минимальной скорости

, когда автомобиль потеряет опору, а значит и управление, - он взлетает!

Аналогично можно показать уменьшение веса пассажиров, едущих в автомобиле по выпуклому мосту.

Случай, когда кривизна моста направлена вниз, рассматривается аналогично.

Тогда вес транспортного средства можно найти так:

А еще встречаются случаи:

Конический маятник.

Конический маятник. В коническом маятнике (рис. 61) тело маятника (небольшое по размерам тело) вращается в горизонтальной плоскости. Угол, образуемый нитью подвеса с вертикалью, проведенной через точку подвеса, остается неизменным. Вес маятника G можно разложить на две составляющие: центростремительную силу Z, направленную к центру круга, и силу Q, направленную вдоль нити:

Отсюда получаем:

Для малых углов конуса h ≈ l; тогда период колебаний конического маятника

Если спроектировать движение конического маятника на вертикальную плоскость, то тень маятника совершает гармоническое движение (рис. 62). Закон

гармонического движения легко получить на основе кругового движения (рис. 63):

P = Z cos φ = Z (x : r) = k x, k = Z : r = const.

Гармоническое движение характеризуется тем, что сила, направленная к положению равновесия, пропорциональ

сила трения, по любому

лошадиные