10Янв

Автомобиль делает поворот при скорости: Автомобиль делает поворот при скорости 43,2 км/ч по дуге, радиус которой равен 60 м. Определите центростремительное ускорение

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «ДИНАМИКА РАВНОМЕРНОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ ПО ОКРУЖНОСТИ.» 9 Класс.

Материал опубликовал

2

#9 класс #Физика #ФГОС #Учебно-дидактические материалы #Контрольные / проверочные работы #Учитель-предметник #Школьное образование #УМК А. В. Пёрышкина

Нажмите, чтобы скачать публикацию
в формате MS WORD (*.DOC)

Размер файла: 19.52 Кбайт

КОНРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «ДИНАМИКА РАВНОМЕРНОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ ПО ОКРУЖНОСТИ.»

9 Класс.

Вариант 1.

При каком условии возникает равномерное движение тел по окружности? Чем отличается равномерное прямолинейное дви­жение от равномерного движения по окружности?

Автомобиль делает поворот при скорости 43,2 км/ч, по дуге, радиус которой равен 60 м. Определить центростремительное ускорение.

V 3. Каков должен быть радиус кривизны моста, чтобы авто­

мобиль, движущийся со скоростью 19,6 м/с, оказался невесо­мым на его середине?

Вариант 2.

1. Написать динамическое уравнение движения тела по вы­пуклой поверхности Земли, если известна масса тела т кг, цен­тростремительное ускорение а м/с2 и сила реакции опоры Fд Н. Движение тела по выпуклой поверхности считать равномерным.

Какую перегрузку испытывает космонавт на центрифуге радиусом 6 м при вращении с угловой скоростью 3,14 с-1? (Перегрузка — величина, равная отношению центростремитель­ного ускорения к нормальному ускорению силы тяжести на по­верхности Земли.)

При движении автомобиля массой 20 т со скоростью 36 км/ч мост прогибается, образуя вогнутую кривизну радиусом 100 м. Определить реакцию моста на автомобиль в момент про­хождения через его середину.

Принять g=10 м/с2.

Вариант 3.

Определить величину силы, под действием которой Земля движется вокруг Солнца. Принять орбиту Земли круговой. Масса Солнца М = 2 • 1030 кг, масса Земли т = 6 • 1024 кг, расстояние Зем­ли от Солнца 1,5-1010 м.

Велосипедист движется со скоростью v м!с. Какой наи­меньший радиус поворота может делать велосипедист, если коэф­фициент трения скольжения колес о дорогу равен k?

С какой наименьшей скоростью должен лететь самолет в наивысшей точке петли Нестерова («мертвая петля») радиусом 1 км, чтобы летчик оказался в состоянии невесомости. Принять g= 10 м/с2.

Вариант 4.

Написать динамическое уравнение движения тела по вогну­той поверхности Земли, если известна масса тела т кг, радиус кривизны поверхности R м, скорость движения тела v м/с. Силу реакции опоры обозначить через Fд.

Самосвал массой 15 т движется со скоростью 36 км/ч на повороте с радиусом закругления 50 м. Определить центростреми­тельную силу, действующую на самосвал.

С какой скоростью должен двигаться мотоциклист по вы­пуклому мосту радиусом 10 м, чтобы сила давления мотоциклиста на сидение на середине моста оказалась равной половине его веса?

Вариант 5.

Автомобиль движется по выпуклому профилю дороги. Под действием каких сил возникает искривление траектории движе­ния автомобиля?

Какой должна быть наибольшая скорость движения авто­транспорта на повороте радиусом закругления 100 м, чтобы он не скользил «юзом», если коэффициент трения скольжения шип о дорогу равен 0,4? Принять g = 10 м!с2.

Автомашина «Волга» с полной нагрузкой 3600 кг движется равномерно со скоростью 20 м/с по вогнутому профилю дороги радиусом 100 м. Определить силу давления автомашины в ниж­ней точке вогнутости дороги.

Вариант 6.

Велосипедист движется по вогнутому профилю дороги. Под действием каких сил возникает искривление траектории движе­ния велосипедиста?

Мотоциклист делает поворот при постоянной скорости 72 км/ч по дуге, радиус которой равен 160 м. Найти угол наклона мотоциклиста к горизонту. Принять g=10 м/с2.

Тело массой 10 кг движется согласно уравнениям: s=2t (м) и ȹ=3t (рад). (Решать в системе СИ.) Определить центростремитель­ную силу, действующую на это тело.

Опубликовано


Чтобы написать комментарий необходимо авторизоваться.

Проезд перекрестка с круговым движением | Chita.

ru

Поделиться

Специфику движения по кругу диктует центробежная сила: F = m*v2/R. Чем меньше радиус круга, и чем выше скорость, тем больше центробежная сила, и наоборот.

Поделиться

Все мы знаем, что при прохождении любого поворота скорость необходимо сбрасывать заранее, проходить поворот на постоянной скорости, компенсируя ее потерю небольшим нажатием на педаль акселератора. Также следует увеличить радиус: в левый поворот входим из правого положения (от обочины), а в правый поворот – от осевой линии (Рисунок 1).

Тормозить и ускоряться в повороте нельзя, так как это приводит к перераспределению нагрузки по осям. В условиях, когда внешнее переднее колесо нагружено сильнее, торможение или ускорение повышает вероятность сноса или заноса.

Поделиться

Например, при торможении нагружается передняя ось, а при левом повороте – правое колесо. Результат действия сил иллюстрирует кадр из фильма «Невероятные приключения итальянцев в России» (Рисунок 2). Верхний автомобиль слетает именно туда, куда направлена результирующая сила.

Так как мы идем на круг с правым поворотом, то при въезде на круг мы уже вынуждены сбрасывать скорость. Данный эффект преподносится как одна из составляющих безопасности движения. И это действительно так. Фактически роль «лежачего полицейского» на дороге и роль кругового движения совпадают.

Поделиться

Представим двух водителей на одинаковых автомобилях, которым с целью эксперимента поставлена задача проехать параллельно через круговое движение прямо на максимальной скорости по идеальной сухой дороге.

Красный пойдет по внешнему кругу, желтый – по внутреннему.

При прохождении кругового движения мы совершаем три поворота руля: на въезде – вправо, в круге – влево, на выезде – вправо.

Красный автомобиль на въезде едет по большему радиусу, чем желтый. Следовательно, желтый имеет большую скорость.

Далее при движении по кругу оба идут влево, но радиус у желтого меньше, и он обязан ехать медленнее красного.

При съезде с кругового движения красный вновь идет по меньшему радиусу и должен ехать медленнее желтого.

Между тем ускорение-торможение, как уже говорилось, при движениях рулем делает автомобили крайне неустойчивыми – достаточно любого внешнего воздействия, и они легко срываются в занос или снос.

Поделиться

Таким образом, устраивать гонки на круговом движении бессмысленно. Природу не обманешь, а цена этих гонок может стать непомерно высокой. Проезжать кольцо следует очень спокойно, равномерно, не вырываясь из потока.

Можно ли «обмануть» круг и не сбрасывать скорость? Да, можно. Тот же случай – проезд круга прямо, но водитель на дороге один (Рисунок 4).

Чтобы свести к минимуму влияние центробежной силы, водителю достаточно спрямить траекторию движения: из правой полосы сразу въехать на внутренний круг, а при съезде с круга уехать в крайнюю правую полосу. Радиусы траектории движения будут минимальны. Правда, это ведет к нарушению сначала п. 8.6 ПДД, обязывающего в отсутствии других автомобилей въезжать только на внешний круг, а затем к нарушению п. 8.5 ПДД, который обязывает покидать перекресток опять же только с внешнего круга.

Конечно, если установлены знаки или нанесена разметка, позволяющие выезжать с перекрестка с любой полосы, а тем более главная дорога идет прямо, то нарушения на выезде вроде бы и не будет. Но если у водителя красного автомобиля выработалась привычка проезжать кольцо именно таким образом, то рано или поздно она повлечет ДТП. Не соответствует данная траектория логике движения по кольцевому перекрестку. Оказавшись в плотном потоке, водитель начнет действовать на «автопилоте» и даже не успеет понять своего нарушения, как станет виновником аварии.

Поделиться

Рассмотрим ситуацию, когда на круге – два автомобиля. Красный автомобиль движется по указанной траектории.

Водитель желтого автомобиля в полном соответствии с ПДД при выполнении правого поворота движется по возможности правее и выезжает на внешний круг – п. 8.6 ПДД, теряя при этом скорость (Рисунок 5).

Траектории движения пересеклись. Но у красного автомобиля скорость выше, и он проскакивает перед носом желтого. Я умышленно опускаю определение приоритета проезда, чтобы вы прочувствовали ситуацию. Нарушения со стороны автохама наказаны не будут, и он – впереди, «на белом коне». А обычное простое соблюдение ПДД водителем желтого автомобиля делает его в глазах автохама «лохом».

Водитель красного автомобиля вряд ли знает законы физики. Он «методом тыка», интуитивно нащупал наиболее удачный, по его мнению, способ проезда перекрестка. Последний раз он читал ПДД перед сдачей экзамена и вряд ли даже задумывается о нарушении им каких-то пунктов правил.

Как уже писал ранее, в таких ситуациях ни в коем случае нельзя копировать поведение автохама. Простите и отпустите его, следуя принципу коллективной безопасности. Оставайтесь на дороге самим собой, в том числе и на круговом движении.

Юрий Панченко

ПДДПерекрестокАвтообзорАвторская колонка

  • ЛАЙК0
  • СМЕХ0
  • УДИВЛЕНИЕ0
  • ГНЕВ0
  • ПЕЧАЛЬ0

Увидели опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter

КОММЕНТАРИИ0

Что я смогу, если авторизуюсь?

Новости РЎРњР?2

Новости РЎРњР?2

ньютоновская механика — Эффект управления автомобилем на высокой скорости

спросил

Изменено 1 год, 1 месяц назад

Просмотрено 20 тысяч раз

$\begingroup$

Я так понимаю угол поворота руля в машине примерно пропорционален кривизне, а значит обратно пропорционален радиусу поворота.

Когда я еду медленно и хочу повернуть машину, мне приходится поворачивать руль на очень большой угол, чтобы она повернулась за разумное время, иногда поворачивая руль до упора, чтобы добиться поворота соблюдать небольшой радиус поворота.

Если я еду быстро, мне почти не нужно крутить руль, чтобы машина повернулась. Что логично, ведь радиус поворота гораздо больше.

Итак, вот мой вопрос: что произойдет, если я буду ехать по шоссе со скоростью 65 миль в час и крутить руль изо всех сил?

  • доходит ли рулевое колесо до конца хода при меньшем угле?
  • будет ли руль слишком тугим + чтобы я не сделал глупости?
  • перевернется ли машина?
  • машина пойдет в занос?

По понятным причинам я не хочу пробовать это сам.

  • ньютоновская механика
  • трение
  • центробежная сила

$\endgroup$ 92 ={\mu{}gr}$, где $\mu$ — коэффициент трения.

Если вы едете со скоростью 65 миль в час с рулем, заблокированным в одну сторону, ваш $v$, вероятно, превысит $v_{max}$, и у вашего автомобиля больше не будет достаточной тяги для преодоления поворота, и он занесет на повороте.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Это настоящий тест, который проводят производители автомобилей и шинные компании. Это называется тест «шаговое управление». Но до полной блокировки (максимального угла поворота руля) обычно не доводят. Обычно в системе рулевого управления устанавливаются временные механические ограничители, чтобы остановить угол поворота рулевого колеса в желаемой точке, определенной инженерами. (Источник: я менеджер по инженерным испытаниям в автомобильной компании.)

Честно говоря, я не знаю, что произойдет, если вы перейдете на полную блокировку на высокой скорости, но я настоятельно не рекомендую это делать! Хотя интересно порассуждать.

Во-первых, да, вы абсолютно точно сможете крутить руль до упора. Но на шоссе вы бы уже сошли с дороги еще до того, как повернули руль так далеко, если только вы не смогли бы повернуть его очень быстро. Если мы предположим, что у вас достаточно места, чтобы оставаться на тротуаре (то есть больше похожем на гигантскую заносную площадку, чем на шоссе), то это будет зависеть от того, как быстро вы поворачиваете руль. Если вы повернете его достаточно быстро, вы, скорее всего, попадете в занос на большинстве автомобилей. Конечно, будет много визга шин. Если вы повернете руль достаточно медленно, то в большинстве легковых автомобилей вы войдете в поворот в условиях серьезной недостаточной поворачиваемости, т. их вокруг кривой. В более спортивных автомобилях (например, Porsche с задним расположением двигателя) или во многих гоночных автомобилях вы, вероятно, попадете в штопор, даже если будете медленно поворачивать руль.

$\endgroup$

$\begingroup$

Из опыта», да, если водитель поворачивает слишком быстро, двигаясь слишком быстро, автомобиль просто не сможет толкнуть автомобиль вперед относительно направления колес, а средний автомобиль не сможет отклонить сила в любом другом месте, кроме предыдущего направления движения, так как именно там импульс был создан ранее, и автомобиль перевернется, поскольку это самый простой способ преодолеть трение между землей и шинами. 0005

«автомобильная авария Dacia Logan

$\endgroup$

$\begingroup$

доходит ли рулевое колесо до конца хода под меньшим углом?
№. диапазон хода колеса задается механическими частями в цепи. Они не знают, как быстро ты едешь. Ходили разговоры о «управлении по проводам», когда компьютер считывает угол поворота рулевого колеса и решает, насколько двигать передние колеса. В отличие от дроссельной заслонки, я не знаю ни одной машины, которая делает это, но их может быть несколько. не будет ли руль слишком тугим для поворота +, таким образом, помешает мне сделать что-нибудь глупое? НЕТ. усилие на колесе довольно легкое. машина не перевернется? машина пойдет в занос?

Неплохо предположить, что шины могут достигать определенного уровня $g$ в любом нужном вам направлении (на низкой скорости, ограниченной ходом рулевого управления). На плоской поверхности, если ЦТ достаточно высок и уровень $g$ достаточно высок, вы будете катиться. Если центр тяжести низкий или уровень $g$ низкий, вы будете скользить. Если вы едете по рампе с внутренними шинами, вы можете увеличить вероятность перекатывания. Перед тем, как шины потеряют сцепление с дорогой, они работают под большим углом атаки, при котором они прикладывают усилие перпендикулярно ориентации, но перемещаются за пределы ориентации. Возможно, вы читали о избыточной и недостаточной поворачиваемости. Избыточная поворачиваемость возникает, когда передние колеса лучше держат дорогу, чем задние (работая при меньшем угле атаки). Автомобиль имеет тенденцию указывать в повороте, и водитель должен исправить это.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Тачки и Физика прохождения поворотов

Машины и физика прохождения поворотов
Страница 8
Нажмите, чтобы получить ответы на вопросы, связанные с этим чтением
 

Для того, чтобы любой объект искривлялся или поворачивался по кругу, его инерция должна быть изменена. Это делается путем приложения силы. Эта сила называется центростремительной и может быть обеспечена многими источниками — трением, гравитацией и т. д.

Автолюбители называют эту центростремительную силу «боковой силой». Чем больше боковая сила, тем с большей скоростью автомобиль может двигаться по кривой. Автомобильные журналы, такие как Car and Driver, сообщают об этой боковой силе как о поперечном ускорении в g. Чтобы использовать его со стандартными физическими уравнениями, его необходимо преобразовать в м/с 2 .

Боковые перегрузки рассчитываются путем движения автомобиля по часовой стрелке, а затем против часовой стрелки по сухой кольцевой испытательной трассе. Автомобиль ускоряется, сохраняя свой путь по круговой отслеживать. Когда автомобиль выходит из-под контроля, фиксируется его скорость и рассчитывается центростремительное ускорение.

Большинство уличных автомобилей могут обеспечивать поперечное ускорение от 0,6 до 0,90. («g» масштабирует ускорение.) Это широкий диапазон g. Боковое ускорение «1 g» означает, что автомобиль создает боковое ускорение, равное его весу. Есть некоторые спортивные автомобили, которые производят более 1 г в поперечном направлении. Это упражнение вы можете сделать с поиском в Интернете.

Это видео можно найти на YouTube по адресу https://youtu.be/2z-kuZizGBw

 
 
Пример 1
  • Вопрос
  • Решение
  • Решение для видео

Mazda 3 2016 года выпуска имеет поперечное ускорение 0,81g.
(а) С какой скоростью этот автомобиль может «проехать» угол улицы радиусом 20,0 м без скольжения?
(b) Для съезда с шоссе используется круговая рампа радиусом 80,0 м. Ограничение скорости составляет 45 миль в час, 20,12 м/с. Может ли этот же автомобиль двигаться по кривой со скоростью 90 миль в час, 40,24 м/с? (На самом деле ситуация не так проста, рампа покрыта каплями вытекших, скользких автомобильных жидкостей. Маленькие галечные кусочки автомобильной покрышки действуют как шарики на рампе, а рампа обычно

цементная поверхность с более низким коэффициентом трения. Но ради этой простой задачи игнорируйте все это.)

 

Решение

«Боковой» означает «боковой» или «боковой». В этом случае ускорение указано со стороны автомобиля величиной 0,81g. Всякий раз, когда ускорение перпендикулярно движению, ускорение называется «центростремительным ускорением», и оно заставит автомобиль искривляться или двигаться по кругу, если скорость не изменится. «Боковое» ускорение — это «центростремительное» ускорение автомобиля.

Использование термина «поперечное» в описании движения автомобиля — это то, как автолюбители описывают центростремительное ускорение автомобиля.

 

Раствор части а

Это видео можно найти на YouTube по адресу https://youtu.be/Mpfa7x13NUM

 

Пример 2

  • Вопрос
  • Решение
  • Решение для видео
2 автомобиля движутся по круговой кривой под углом 90°, как показано выше. Две машины стартуют бок о бок и заканчивают поворот, двигаясь бок о бок. Желтый автомобиль на внутренней стороне кривой движется со скоростью 11,0 м/с. Какова скорость красного автомобиля на внешней стороне кривой?

Стратегия

  • Нужно найти время для красной машины снаружи зная только радиус.
  • Две машины имеют одинаковый период, потому что они стартуют рядом и финишируют рядом.
  • Даже подумал, что это всего лишь 1/4 круга, скорость у машин одинаковая. Неважно, если они пройдут весь круг или 1/4 круга. это будет то же самое.
  • Найдите период желтого автомобиля. Это то же самое, что и красная машина, поскольку они стоят рядом.
  • Используйте это, чтобы вычислить скорость красной машины.
Раствор

Это видео можно найти на YouTube по адресу https://youtu.be/3PxSKM_6xXA

Пример Автомобили и их центростремительные (также называемые боковыми) ускорения

Модель/год

Максимальное боковое ускорение (g)

Модель/год

Максимальное боковое ускорение (g)

Кабина GMC Sierra Club 1500/’96

0,60

Мазда Миата/’96

0,88

Форд ’90

0,64

BMW 328i Sport/’96

0,91

Hyundai Excel GLS ’90

0,66

Форд Мустанг Кобра R/’95

0,96

Джип Гранд Вагонир ’90

0,7

Dodge Viper SRT-10 /’18

1,05

Мерседес-Бенц 420SEL ’90

0,72

Ford Shelby Mustang GT350R/’18

1. 10

Ford Taurus LX универсал/’96

0,74

Dodge Viper ACR (Mk V) /’18

1,15

Тойота 4Раннер/’96

0,76

Порше 911 GT3 (9)/’18

1,18

Honda Accord EX V-6/’95

0,78

Шевроле Корвет ZR1/’18

1,24

Лексус ЛС 400/’95

0,80

Гоночный автомобиль F-1 /’17

8 <–Не опечатка

Инфинити 130 V’96

0,82

Ламборджини Диабло

0,93

Ниссан 300ZX ’90

0,86

Рендж Ровер

0,63

Порше 928 GT ’90

0,86

 

 

Вот более свежий список автомобилей с лучшим прохождением поворотов и их поперечными ускорениями, fastlaps. com/makes

 
 
Владелец этого веб-сайта не собирает файлы cookie при посещении сайта. Однако на этом сайте используются и/или встраиваются продукты Adobe, Apple, GoDaddy, Google и YouTube. Эти компании собирают файлы cookie, когда их продукты используются на моих страницах. Нажмите здесь, чтобы перейти к ним и узнать больше о том, как они используют свои файлы cookie. Если вы не согласны с какой-либо из их политик, покиньте этот сайт сейчас.

Тони Уэйна … (Если вы учитель, не стесняйтесь использовать эти ресурсы в своем обучении.)

Владелец этого веб-сайта не собирает файлы cookie при посещении сайта.