Question

有一列質量為100t的火車，以72km/h的速率勻速通過一個內外軌一樣高的彎道，軌道半徑400m．
（1）試計算鐵軌受到的側壓力；
（2）若要使火車以此速率通過彎道，且使鐵軌受到側壓力為零，我們可以適當傾斜路基，試求調整后火車對鐵軌的壓力大�。ㄈ∵^g=10m/s²）．

Answer 1

（1）側壓力提供火車做圓周運動的向心力，有：FN=m

v2

r

代入數(shù)據(jù)得，FN=1×105N
故鐵軌受到的側壓力為1×10⁵N．
（2）如圖，重力與支持力的合力提供向心力，F合=m

v2

r

=1×105N．
則N=

(mg)2+F合2

=1.01×10⁶N．
根據(jù)牛頓第三定律，則火車對鐵軌的壓力為1.01×10⁶N．