Förstå koncepten
* Centripetal Force: När ett föremål rör sig i en cirkel upplever den en kraft riktad mot cirkelns centrum. Detta kallas centripetalkraften.
* friktion som centripetalkraft: I detta fall tillhandahåller kraften av statisk friktion mellan däcken och vägen den nödvändiga centripetalkraften för att hålla bilen i en cirkel.
* Maximal hastighet: Den maximala hastigheten som bilen kan uppnå begränsas av den maximala statiska friktionskraften, som är proportionell mot den normala kraften (den kraft som vägen utövar på bilen).
Beräkningar
1. Normal kraft: Den normala kraften är lika med bilens vikt:
* F_normal =m * g =1200 kg * 9,8 m/s² =11760 n
2. Maximal friktionskraft: Den maximala statiska friktionskraften är produkten av koefficienten för statisk friktion och den normala kraften:
* F_friction (max) =μ_s * f_normal =0,45 * 11760 n =5292 n
3. Centripetal Force: Eftersom friktionskraften tillhandahåller centripetalkraften:
* F_c =f_friction (max) =5292 n
4. Centripetal Force Equation: Centripetalkraften ges av:
* F_c =(m * v²) / r
* var:
* m =bilens massa
* V =bilens hastighet
* r =svängens radie
5. Lösning för hastighet: Omarrangera ekvationen för att lösa för 'V':
* v² =(f_c * r) / m
* v =√ ((f_c * r) / m)
* v =√ ((5292 n * 93,0 m) / 1200 kg)
* v ≈ 20,4 m/s
Svar:
Den maximala hastigheten med vilken bilen kan runda svängen är ungefär 20,4 m/s .
