1.向心力来源.
汽车在水平公路上转弯时相当于在做圆周运动,此时向心力由车轮与路面间的静摩擦力f来提供.即f=mv2r,解得v=frm.
2.安全分析.
由上式知,急转弯处半径r较小,雨天路滑使最大静摩擦力fmax减小,汽车质量m过大,这三种情况都需要在转弯时限制速度的大小v,否则汽车很容易向弯道外侧打滑,引发交通事故.
3.汽车在倾斜路面上转弯时的向心力分析.
汽车在内低外高的倾斜路面转弯时,向弯道内侧倾斜,重力mg和地面支持力FN的合力F指向弯道内侧.设弯道倾角为θ,若此时合力F恰好可以提供汽车转弯所需向心力,根据牛顿第二定律,可得
F=mgtan θ=mv2r,
解得汽车转弯速度的大小
v=grtan θ.
上式表示,仅由重力和支持力的合力提供向心力时的汽车速度.