Question

有一列质量为100t的火车，以72km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径400m．（1）试计算铁

有一列质量为100t的火车，以72km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径400m．（1）试计算铁轨受到的侧压力；（2）若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试求调整后火车对铁轨的压力大小（取过g=10m/s 2 ）．

Answer 1

（1）侧压力提供火车做圆周运动的向心力，有： F N =m v 2 r 代入数据得， F N =1×1 0 5 N 故铁轨受到的侧压力为1×10 5 N． （2）如图，重力与支持力的合力提供向心力， F 合 =m v 2 r =1×1 0 5 N ． 则N= (mg ) 2 + F 合 2 =1.01×10 6 N． 根据牛顿第三定律，则火车对铁轨的压力为1.01×10 6 N．