Question

一級(jí)方程式（F₁）汽車(chē)大賽中，冠軍舒馬赫駕駛著一輛總質(zhì)量是M （M約1.5噸）的法拉利賽車(chē)經(jīng)過(guò)一半徑為R的水平彎道時(shí)的速度為v．工程師為提高賽車(chē)的性能．都將賽車(chē)形狀設(shè)計(jì)得使其上下方空氣存在一個(gè)壓力差--氣動(dòng)壓力（行業(yè)術(shù)語(yǔ)），從而增大了賽車(chē)對(duì)地面的正壓力，行業(yè)中將正壓力與摩擦力的比值稱(chēng)為側(cè)向附著系數(shù)，用η表示．試求上述賽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)不致側(cè)滑，則
（1）所需的向心力為多大？
（2）所需的摩擦力為多大？
（3）所需的氣動(dòng)壓力為多大？

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)向心力的公式求出向心力的大小，汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中靠摩擦力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出摩擦力的大小，結(jié)合正壓力與摩擦力的關(guān)系求出氣動(dòng)壓力的大小．
解答：解：（1）汽車(chē)拐彎的向心力F=M．
（2）因?yàn)槟Σ亮μ峁┫蛐牧�，根�?jù)牛頓第二定律得，f=．
（3）因?yàn)槟Σ亮Ζ莊=（Mg+F），則氣動(dòng)壓力F=ηf-Mg=．
答：（1）所需的向心力為M．
（2）所需的摩擦力為M．
（3）所需的氣動(dòng)壓力為．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道向心力的公式，知道汽車(chē)在水平路面上拐彎向心力的來(lái)源．