汽车在弯道上转弯时,乘客知道汽车的速度为V,乘客又发现车厢内悬挂小球的细线向偏离竖直方向的角度为α,由此乘客就估算了弯道

学习 时间:2026-03-30 11:12:08 阅读:9494
汽车在弯道上转弯时,乘客知道汽车的速度为V,乘客又发现车厢内悬挂小球的细线向偏离竖直方向的角度为α,由此乘客就估算了弯道的半径.试问乘客估算的依据和结果.

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隐形的汽车

2026-03-30 11:12:08

要估算弯道的半径,那么可以根据牛顿第二定律来估计。F=mv^2/r我们可以拿小球为研究对象。由于小球偏离竖直方向的角度为a。对小球进行受力分析。(假设小球的质量为m,悬挂小球的绳子的长度为l)重力,mg ; 绳子的拉力,T 而小球的向心力F便是2者的合力。即F=T*sina ;而T=mg/cosa因此,F=mg*tana带入得到:mg*tana=m*v*v/(R+l*sina)化简得到g*tana=v*v/(R+l*sina)我们知道,因为是汽车拐弯,那么,弯道的半径肯定是以米为单位的。因此l*sina是很小的,可以忽略。而在角度a不是很大的情况下,tana=a因此上式可以写成 g*a=v^2/R。因此 R=v^2/g/a但是必须要注意的是,a是要以弧度作为单位。

最新回答共有2条回答

  • 酷酷的故事
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    2026-03-30 11:12:08

    要估算弯道的半径,那么可以根据牛顿第二定律来估计。F=mv^2/r我们可以拿小球为研究对象。由于小球偏离竖直方向的角度为a。对小球进行受力分析。(假设小球的质量为m,悬挂小球的绳子的长度为l)重力,mg ; 绳子的拉力,T 而小球的向心力F便是2者的合力。即F=T*sina ;而T=mg/cosa因此,F=mg*tana带入得到:mg*tana=m*v*v/(R+l*sina)化简得到g*tana=v*v/(R+l*sina)我们知道,因为是汽车拐弯,那么,弯道的半径肯定是以米为单位的。因此l*sina是很小的,可以忽略。而在角度a不是很大的情况下,tana=a因此上式可以写成 g*a=v^2/R。因此 R=v^2/g/a但是必须要注意的是,a是要以弧度作为单位。

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