Какая сила действует на рельсы со стороны трамвая массой 9 тонн при движении по выпуклым и вогнутым участкам пути

Elf

6

Для решения данной задачи нам необходимо применить второй закон Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение. В нашем случае трамвай движется по выпуклым и вогнутым участкам пути, поэтому на рельсы действует сила инерции. Сила инерции можно определить с использованием понятия центростремительного ускорения.

Сначала найдем скорость трамвая в метрах в секунду. Для этого необходимо перевести скорость из километров в час в метры в секунду:

$$V=\frac{7.2\cdot 1000}{3600}\approx 2\text{м/с}$$

Затем найдем центростремительное ускорение, используя формулу:

$$a=\frac{V^2}{R}$$

где $V$ - скорость трамвая и $R$ - радиус кривизны моста. Подставим известные значения:

$$a=\frac{2^2}{12}\approx 0.333{\text{м/с}}^2$$

Теперь, вычислим силу инерции, умножив массу трамвая на центростремительное ускорение:

$$F=m\cdot a=9000\cdot 0.333\approx 2997\text{Н}$$

Таким образом, сила, действующая на рельсы со стороны трамвая, при движении по выпуклым и вогнутым участкам пути с радиусом кривизны моста 12 м, составляет примерно 2997 Н.