Question

高一物理火车转弯 关于内外轨道受力问题

为什么车速过大外轨会受挤压，而不是内轨？而车速过小才是内轨受挤压？

我知道外轨可以提供指向圆心的力，内轨提供支持力，可这是怎么判断出来的呢？

拜托请不要告诉我这是常识，有时我的确爱钻牛角尖。谢了。

Answer 1

车速过大时到底是内鬼还是外鬼提供向心力，其实很简单，说来你可能觉得很震撼：是轮子放到铁轨的方式决定的。
你观察过火车道么？？轮子的突出部是卡在轨道内侧的。你想象啊，圆周运动的时候，内侧的轮子，有脱离轨道的趋势，外侧的，有挤压轨道的趋势，所以内侧不能提供向心力，只有外侧可以
恩，就是这样了

Answer 2

请问你知道铁轨外轨比内轨要高不？
设计时的向心力来自两股铁轨对火车支持力和车自重产生的合力。两力的合力正好是火车所需的向心力
车速过大，需要维持圆周运动的向心力就大。而能产生指向线路内侧水平分力的钢轨只有外轨。靠轮缘与外轨的挤压
车速过小，车自重不变，铁轨对车的支持力变小，以上两合力方向不水平，但是为了维持车的稳定，只有内轨挤压车缘。

Answer 3

火车转弯是会有一种运动叫离心运动
顾名思义
就是偏离圆心的运动
速度越大
这个偏离程度越大
在物理书上讲圆周运动的时候会提到
所以它偏离圆心的时候自然会去挤压外轨
车速小就做向心运动了
原因和上面触类旁通
外轨高于内轨是让地面的支持力提供一部分向心力
不需要在转弯时消耗过大能量
自己画个受力分析图
便可迎刃而解了

Answer 4

其实你可以这么想，速度过大时候，转弯时，用土话讲，是容易被甩出去，所以外轨要与轮缘产生挤压，即外轨提供向心力；如果速度特别慢，因为存在角度，火车会有下滑的趋势，从而对内轨产生了挤压。
仅供参考~！

Answer 5

火车拐弯的轨道不是水平的，是向内侧低，外侧高的，这下你明白了吧。
车速过大，火车向外挤压外轨，车速过小火车向内侧倾斜，挤压内轨。