Giải Vật lí 10 Chân trời sáng tạo trang 133 SGK

Luyện tập trang 133 Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo:

Cho bán kính cung tròn mà xe chạy theo bằng 35,0 m, hệ số ma sát nghỉ giữa mặt đường và bánh xe bằng 0,523. Xác định tốc độ tối đa để xe có thể đi vào đoạn đường cung tròn an toàn.

Lời giải:

Tốc độ tối đa để xe có thể đi vào đoạn đường cung tròn an toàn là:

Vận dụng trang 133 Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo:

Khi xe chạy theo đường vòng cung nằm ngang, tốc độ tối đa của xe để giữ an toàn phụ thuộc như thế nào vào hệ số ma sát nghỉ và bán kính đường tròn? Tốc độ này có phụ thuộc trọng lượng của xe không? Từ đó, hãy đề xuất những yếu tố quan trọng cần lưu ý khi thiết kế cầu đường có hình vòng cung.

Lời giải:

- Tốc độ tối đa của xe để giữ an toàn phụ thuộc vào căn bậc 2 của tích hệ số ma sát nghỉ và bán kính đường tròn:

- Tốc độ này không phụ thuộc và khối lượng của xe.

- Đề xuất: Khi xe chạy trên đường đèo, trong đường đua có tốc độ cao, hoặc mặt đường trơn trượt, lực ma sát giữa các bánh xe và mặt đường không đủ để tạo lực hướng tâm, do phải tồn tại lực hướng tâm để xe có thể thực hiện chuyển động tròn, mặt đường phải được thiết kế nghiêng một góc α so với phương ngang để hợp lực hướng vào tâm đường tròn và đóng vai trò lực hướng tâm, bảo đảm cho xe chạy vòng theo quỹ đạo tròn. Dù vậy, tốc độ của xe cũng bị giới hạn để xe không bị trượt ra khỏi cung tròn.