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.