Question

Чему равна максимальная скорость, с которой можно ехать по треку с углом наклона a=30 при раудисе закругления r=60 м и коэфицентом трения 0,4?

Answer 1

Тело движется по окружности
под действием сил трения, тяжести, реакции опоры приобретает центростремительное ускорение

система координат связана с поверхностю трека
ось х - направлена к центру (но не горизонтально)
ось у - перпендикулярно поверхности трека вверх (но не вертикально)
mg+N+F тр =ma - векторная запись закона ньютона
X: mg*sin(pi/6)+0+Fтр=ma*cos(pi/6)
У: -mg*cos(pi/6)+N+0=ma*sin(pi/6)
условие отсутствия скольжения
Fтр< k*N
поехали
mg*sin(pi/6)+0+Fтр=ma*cos(pi/6)
-mg*cos(pi/6)+N+0=ma*sin(pi/6)
Fтр< k*N

Fтр=m(a*cos(pi/6)-g*sin(pi/6))
N=m(a*sin(pi/6)+g*cos(pi/6))
Fтр< k*N

Fтр=m(a*cos(pi/6)-g*sin(pi/6))
N=m(a*sin(pi/6)+g*cos(pi/6))
m(a*cos(pi/6)-g*sin(pi/6))< k*m(a*sin(pi/6)+g*cos(pi/6))

v^2/r*cos(pi/6)-g*sin(pi/6)< k*v^2/r*sin(pi/6)+k*g*cos(pi/6)
v^2/r*cos(pi/6) -k*v^2/r*sin(pi/6) <k*g*cos(pi/6)+g*sin(pi/6)
v^2/r*(cos(pi/6) -k*sin(pi/6)) <g*(k*cos(pi/6)+sin(pi/6))
v^2/r < g*(k*cos(pi/6)+sin(pi/6))/(cos(pi/6) -k*sin(pi/6))
v^2 < r*g*(k*cos(pi/6)+sin(pi/6))/(cos(pi/6) -k*sin(pi/6))
v < корень( r*g*(k*cos(pi/6)+sin(pi/6))/(cos(pi/6) -k*sin(pi/6)) )
v < корень( 60*10*(0,4*cos(pi/6)+sin(pi/6))/(cos(pi/6) -0,4*sin(pi/6)) )= 27,61345 м/с= 99,40842 км/час ~ 99 км/час - это ответ