火車擠壓內軌為什麼可以減小向心力,而擠壓外軌增大向心力

時間 2021-08-16 12:25:47

1樓:淨壇使者

在火車轉彎的地方,鐵路總是把外軌修得高一些,內軌修得低一些,使車廂向內傾斜,如果是擺式動車組,還要讓車廂的傾斜幅度變得更大,從而產生更大的向心力。具體的受力情況,我們一同進行分析。

車廂向內傾斜,重力方向卻仍然是豎直向下,鋼軌如果沒有受到擠壓,對火車的支撐力只有一個方向,順著車廂傾斜的方向,向上指向轉彎的內側。分析力學,我們都應該畫圖,可是這裡畫圖不那麼方便,我就介紹一個方法,用時針分針的指向來做想象吧。

在彎道豎直的截面圖上,假設火車是向左邊 9點鐘的方向轉彎,9點鐘這邊的就是內軌,位置肯定低於 9點的位置,外軌也在右邊比 3點鐘稍高一點兒的位置,火車的重力豎直向下,指向 6點鐘的時針方向,鋼軌的支撐力,大概就指向 11點的方向,這兩個力就好像 5點 55分的時針與分針,它們產生一個合力,指向 8點與 9點之間的方向,火車就得到轉彎的向心力。

以上做的分析,畢竟只是針對最簡單的情況。火車不擠壓兩邊的鋼軌,就相當於我們坐在靠背椅上,卻沒有把後背靠向椅背,受力也就只有豎向的,相當簡單。可是,我們通常都會把後背靠在椅背上,這樣就會出現橫向的受力,我們的後背把椅背向後推,椅背就產生反作用力,要把我們的後背向前推。

同理,火車如果擠壓了內軌,就是車輪靠向內軌,使內軌向 8點9點的時針方向變形,內軌由於彈性,就要產生一個反作用力,指向 2點3點的時針方向,內軌這個反作用力,方向與火車轉彎,8點 9點的向心力相反,於是火車轉彎的向心力就被削弱減少了。

火車如果擠壓了外軌,就是車輪靠向外軌,使外軌向大概 3點的方向變形,外軌由於彈性,也要產生一個反作用力,指向9點的時針方向,外軌這個反作用力,方向與火車轉彎,8點 9點的向心力相同,於是火車轉彎的向心力就增大了。

2樓:

火車擠壓內軌時,給內軌一個力的作用(向內),由於力的作用是相互的,火車會受內軌反作用的力(向外),這個力與向心力方向相反,合力減小了。同理可理解擠壓外軌增大向心力.

3樓:匿名使用者

擠壓內軌是因為速度不夠大,所以向心力就小

火車轉彎為什麼是輪緣擠壓外軌,外軌提供向心力,而不是內軌擠壓內側輪緣,輪緣給內軌一個彈力為向心力?

4樓:匿名使用者

從轉彎的半徑來看,外軌的半徑更大,假如將火車一分為二,由角速度與向心力的公式可知外軌所需的向心力更大。

火車轉彎時,對速度增大速度減小,對內軌外軌的壓力,以及向心力是怎樣討論的?

5樓:love就是不明白

^火車轉彎時、當f=mgtanθ=mv^2/r v=(grtanθ)^1/2火車對內外軌無壓力.

當 v>(grtanθ)^1/2、火車車輪對外軌產生壓力

當 v<(grtanθ)^1/2、火車車輪對內軌產生壓力

火車轉彎產生的向心力為什麼不壓迫內、外軌??

6樓:匿名使用者

這個問題很好解釋,只是你沒有對向心力真正的理解。

所謂向心力,是人為的一個定義,它是不存在的。那麼什麼是向心力呢,它指的是所有的外力(真實存在的外力,比如彈力,重力等等)的合力恰好指向圓心,在這種情況下,我們稱這個合力為向心力。

以你這個提到例子為例,那麼向心力指的是斜面的支援力和自身重力以及內外軌的合力,即為向心力,也就是說這個合力恰好使得火車做勻速圓周運動。那麼什麼時候內外軌會受到壓力呢?只有當斜面的支援力和自身重力的合力不能滿足火車執行速度所對應的合外力大小(向心力),這時候外力中的內外軌就必須受到力,以使得合外力與火車執行速度對應的向心力相等。

7樓:

各位各位靜一靜啊 人家問的是為什麼受水平方向的力而鐵軌卻不受力 其實道里很簡單就是因為這個力是指向圓心的 向心力 勻速圓周運動向心力的大小不變但方向是時刻變化的嘛 而且沒聽說圓周運動會自動產生離心力的嘛 向心力和離心力剛好合力大小為零的嘛 那樣不就解釋清楚了撒

8樓:匿名使用者

火車在轉彎的時候都有嚴格限速的,而支援力和重力的合力,差不多剛好就是所需的向心力。所以內外軌不會被擠壓

其實也只是個理想狀態,不可能不受擠壓的,不過是比較小而已。忽略了

9樓:百度使用者

是給鐵軌壓力的,但對內外軌沒有壓力,你看那個斜向上的力,那不就是鐵軌給列車的支撐力嘛,有支撐力自然有壓力

但是,在列車車軸方向上是沒有力的

10樓:匿名使用者

其實也只是個理想狀態,不可能不受擠壓的,不過是比較小而已。忽略了

11樓:w愛在公元前

老師說的壓力是火車給鐵軌的側面壓力,而不是垂直於鐵軌的壓力。

火車轉彎速度過大為什麼只有外軌向內擠壓,內軌沒有向內擠壓

12樓:匿名使用者

火車在轉彎時,會因為離心力的原因有向外運動(

也就是遠離彎心)。這版時候車輪會向外權

運動(是內輪和外輪同時向外運動),因此產生外輪擠壓外軌,外軌向內提供向心力保持車輛的平衡。內輪在此時也是向外移動的,因為設計機構的問題,只有車輪的外部是平的,沒有擠壓的結構,這時的車輪雖然也在往外走,因為外部沒有擠壓機構,所以內輪是沒有擠壓的。

物理中火車軌道問題什麼提供向心力

13樓:

高一物理關於火車軌道時向心力的問題

1、火車軌道在轉彎處外軌高於內軌,此高度差由轉彎半徑與火車速度確定。若在某轉彎處規定行駛速度為v,則下列說法中正確的是

a.當以v的速度通過此彎路時,火車重力與軌道面支援力的合力提供向心力別複製網上的答案

b.當以v的速度通過此彎路時,火車重力、軌道面支援力和外軌對輪緣彈力的合力提供向心力

c.當速度大於v時,輪緣擠壓外軌

d.當速度小於v時,輪緣擠壓外軌

答案是ac

根據向心力的公式f=mv^2/r,因為火車是用v通過軌道,所應當速度大於v時,所以這時的向心力會大於火車實際所需的向心力,根據離心的規律,這是的火車會做離心運動,所以火車的輪緣會擠壓外軌,同理,當速度小於v時,重力和支援力不足提供向心力,火車就會向內運動,所以火車的輪緣會擠壓內軌

14樓:匿名使用者

既然是勻速圓周運動,那麼向心力的方向是水平指向圓心;所以重力不可能提供向心力,火車擠壓內軌,力的作用是相互的,會有一個向外的向心力,換言之,如果內部軌道提供,那麼力一定指向圓外所以只有外部軌道提供。火車向外擠壓外軌,同理,力的作用是相互的,外軌對火車有一個向內的力,這樣才能夠指向圓心

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