?120.1. Найдите соотношение между радиусом кривизны r моста и скоростью v движения автомашины, при котором нагрузка на выгнутый мост будет вдвое меньше, чем на плоский. При какой скорости автомашина оторвется от моста, имеющего радиус кривизны r, в его наивысшей точке?
§ 121. Движение на закруглениях пути. Движения конькобежца, велосипедиста, поезда и т. д. на закруглениях пути обычно представляют собой движение по дуге окружности, но, в отличие от «американских горок», в этих случаях криволинейная траектория лежит в горизонтальной плоскости. Движущееся тело находится под действием двух сил: силы тяжести Р и силы реакции R со стороны опоры (лед, земля, рельсы). Если тело неподвижно или движется прямолинейно, эти силы направлены вертикально и уравновешивают
Рис. 194. Велосипедист наклоняется в сторону поворота. Сила тяжести Р и сила реакции R со стороны земли дают равнодействующую силу F, сообщающую центростремительное ускорение, необходимое для движения по окружности
Рис. 195. Наклон железнодорожного пути на закруглении. Сила тяжести Р, действующая на вагон, и сила реакции R рельсов дают результирующую силу F, обусловливающую центростремительное ускорение вагона
друг друга. На поворотах же необходимо, чтобы их равнодействующая была направлена в сторону вогнутости траектории. Для этого движущемуся телу придают наклон в эту сторону. При этом появляется сила реакции опоры, направленная в сторону наклона, к центру описываемой
235
окружности, и создающая требуемое центростремительное ускорение.
Как осуществляется наклон? Конькобежец и велосипедист вызывают его сознательно (или инстинктивно), перемещая центр тяжести своего тела движением корпуса или рук. В результате возникает сила трения между коньком и льдом или шиной велосипеда и землей, которая создает центростремительное ускорение. Сила трения, направлена в ту сторону, куда наклонен велосипед. В результате сила R, действующая со стороны земли, отклонится в ту же сторону (рис. 194). Если сила трения недостаточно велика (например, конек тупой или дорога скользкая), то конек или колесо скользнут по льду или земле и произойдет падение. далее