(6分)鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是300m,軌距是1435mm。規(guī)定火車通過(guò)這里的速度是72km/h,內(nèi)外軌的高度差應(yīng)該多大,才能使外軌不受輪緣的擠壓?如果車速大于或小于72km/h會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生?說(shuō)明理由。

解:火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力由火車所受的重力和軌道對(duì)火車支持力的合力提供(圖5-15).圖中h為內(nèi)外軌高度差,d為軌距.

  F=mgtanα=m(v2/r),

tanα=(v2/gr).


由于軌道平面和水平面間的夾角一般較小,可以近似地認(rèn)為

  tanα≈sinα=h/d.

  代入上式,得

  H/d=v2/rg.

  所以內(nèi)外軌的高度差

  h=v2d/rg=(202×1.435)/(300×9.8)m=0.195m.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R,內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h.L為兩軌間的距離,且L>h.如果列車轉(zhuǎn)彎速率大于
Rgh
L
,則( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

某段鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為r,兩鐵軌高度差為h,兩鐵軌間距離為L(zhǎng),火車轉(zhuǎn)彎時(shí)可以簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),問(wèn):
(1)當(dāng)列車的運(yùn)動(dòng)速率為多大時(shí),車輪才恰好與鐵軌間不發(fā)生側(cè)壓.
(2)若列車通過(guò)轉(zhuǎn)彎處速度過(guò)快,可能產(chǎn)生怎樣后果?(不必分析理由)
(3)隨著人們生活節(jié)奏加快,對(duì)交通運(yùn)輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊,?guó)家對(duì)鐵路運(yùn)輸不斷進(jìn)行提速,如果要求列車通過(guò)鐵路轉(zhuǎn)彎處速率也相應(yīng)提高,且車輪與鐵軌間仍不發(fā)生側(cè)壓,在原來(lái)鐵路轉(zhuǎn)彎處應(yīng)進(jìn)行怎樣的改造?

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鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R,內(nèi)側(cè)軌道和外側(cè)軌道的高度差為h,L為兩軌間的距離,且L>>h,已知θ角很小時(shí)sinθ近似等于tanθ.如果列車轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌與輪緣間無(wú)擠壓,則列車運(yùn)行的速率為( 。

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鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R,內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h,L為兩軌間的距離,且L>h,如果列車轉(zhuǎn)彎速率大于,則 (     )

A.外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓B.鐵軌與輪緣間無(wú)擠壓
C.內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓D.內(nèi)外鐵軌與輪緣間均有擠壓

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鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R,內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h,L為兩軌間的距離,且L>h,如果列車轉(zhuǎn)彎速率大于,則 (     )

A.外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓              B.鐵軌與輪緣間無(wú)擠壓

C.內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓              D.內(nèi)外鐵軌與輪緣間均有擠壓

 

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