Force normale dans les problèmes de physique

En utilisant la physique, vous pouvez voir comment la force normale et la gravité agissent sur un objet comme il se déplace autour d`une courbe. Ceci est utile si, par exemple, vous voulez trouver la vitesse maximale admissible d`une voiture avant qu`elle ne commence à se glisser sur une route courbe.

Voici quelques questions pratiques que vous pouvez essayer.

Questions pratiques

Quelle est la vitesse critique qu`une voiture de 1500 kg doit maintenir pour éviter de glisser au volant le long d`une section de la route avec un rayon frottement de courbure de 25 mètres et une inclinaison de 10 degrés?

Arrondissez votre réponse au plus proche mètre par seconde.

  • Essai sur une piste de course court situé sur une mystérieuse planète ont montré qu`une vitesse maximale de 130 kilomètres par heure peut être maintenue dans le rayon de 80 mètres tourne si ces tours sont mis en banque à 42 degrés. Quelle est l`ampleur de l`accélération de la pesanteur à la surface de cette planète si le coefficient de friction entre les pneus d`un véhicule et la piste est de 0,18?

    Arrondissez votre réponse au dixième près d`un mètre par seconde au carré.

  • Réponses

    Voici les réponses aux questions pratiques:

    1. 7 m / s

      Commencez par dessiner les forces agissant sur la voiture. Aucun frottement est présent, de sorte que les deux seules forces sont la force de gravité, en tirant vers le bas, et la force normale. Assurez-vous de casser votre force normale dans ses composants afin que vous puissiez résumer les forces tant dans la direction horizontale et la direction verticale.

      Parce que la voiture n`accélère pas vers le haut ou vers le bas, la somme des forces verticales doit être égale à 0:

      Sachant que la force de gravité près de la surface de la Terre est égale à mg, vous pouvez réécrire cette équation et réorganiser pour résoudre la force normale inconnue:

      La somme des forces horizontales fournit la force centripète garder la voiture dans sa mouvement circulaire:

      Video: [RévisionsBac.com] - Force normale

      Maintenant, utilisez le résultat que vous avez obtenu plus tôt pour la force normale et l`équation de la force centripète

      (où m est la masse de l`objet,

      est la vitesse de l`objet, et r est le rayon de la courbe de l`objet parcourt) pour résoudre l`équation.

      Video: [RévisionsBac.com] - Composantes de forces

      Arrondir au montant demandé:

    2. 12,6 m / s2

      Commencez par dessiner les forces agissant sur le véhicule. Trois forces sont impliquées dans cette situation: la force de gravité, en tirant aval directement la force normale, ou la force avec laquelle le motif est appuyé contre le véhicule, dirigé perpendiculairement à l`écart de la chaussée et de la force de frottement, dirigée dans le sens inverse du mouvement du véhicule. Excès de vitesse le long, le véhicule préfère continuer « droit », ce qui signifie rubrique « » la banque, vous devez donc attirer votre force de frottement direction « vers le bas » la banque. Assurez-vous de briser vos forces normales et de frottement dans leurs composants afin que vous puissiez résumer les forces dans la direction horizontale et dans la direction verticale.

      Du fait que le véhicule ne soit pas accélérée vers le haut ou vers le bas, la somme des forces verticales doit être égal à 0:

      Sachant que

      et en ce que la force de gravité est le produit de la masse et de l`accélération due à la gravité (uneg), Vous pouvez réécrire cette équation et réorganiser pour résoudre la force normale inconnue:

      La somme des forces horizontales fournit la force centripète maintenir le véhicule dans son mouvement circulaire:

      Avant de sauter dans les calculs, assurez-vous de convertir la vitesse à des unités « correctes »:

      Maintenant, utilisez le résultat que vous avez obtenu plus tôt pour la force normale et l`équation de la force centripète:

      m est la masse de l`objet,

      est la vitesse de l`objet, et r est le rayon de la courbe de l`objet parcourt, pour résoudre l`équation.

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