Question

汽車與路面的動摩擦因數為μ，公路某轉彎處半徑為R（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），問：
（1）若路面水平，汽車轉彎不發生側滑，對汽車最大速度為多少？
（2）若將公路轉彎處路面設計成外側高、內側低，使路面與水平面傾角為α，則汽車以多大速度轉彎，可以使車與路面間無摩擦力？

Answer 1

（1）（2）

解：（1）汽車在水平路面上轉彎時，汽車轉彎的向心力由靜摩擦力提供，當靜摩擦力達到最大時，汽車的轉彎速度最大。由牛頓第二定律得：
?
 mg＝m                                         （3分）
解得 v₁＝                                      （1分）
(2) 當重力和支持力的合力恰提供向心力時，車與路面間無摩擦力，
則有
mg tanα＝m                                    （3分）
解得 v₂＝                                  （1分）
本題考查圓周運動生活實例，要求汽車拐彎最大速度，必須弄清楚汽車拐彎時向心力來源，當重力和支持力的合力恰提供向心力時，車與路面間無摩擦力根據受力分析結合牛頓運動定律可得。