火车转弯时的内外轨受力
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/11 04:44:37
火车转弯时的内外轨受力
为什么速度越大,外轨受的压力越大,内轨受的压力越大?
为什么速度越大,外轨受的压力越大,内轨受的压力越大?
转弯需要向心力,向心力由铁轨提供一部分,(另一部分由重力分量提供,这一部分不会随速度改变,所以不考虑),而铁轨在列车下方,所以这个力的力矩会导致列车向外侧翻.
因此,外轨在列车有外翻倾向的时候受压而产生了额外的压力,而内轨减少了压力,这种一增一减都是有利于反向力矩来抵抗前者.如果要问为啥一定是一增一减?因为它们之和的垂直分量必须和重力相等.
以上是原理,据此原理,如果速度大,那么需要的向心力大,所以……
再问: 它们之和的垂直分量必须和重力相等?为什么?
再答: 因为火车在垂直地面方向上没有速度,所以就没有加速度,所以这个方向上力平衡,那么重力必须与铁轨的支持力分量平衡。
再问: 那如果是两轨高度相同,那又是什么情况呢?是什么提供向心力啊?
再答: 有没有注意到火车的轮子是内沿半径更大,嵌在铁轨内侧。 所以转弯时,外侧的铁轨对外侧的车轮的内沿产生压力,提供向心力。
再问: 为什么不是内外轨压力的合力啊?
再答: 内侧的铁轨与轮子的内沿延伸部分接触,这种接触显然只能提供压力不能提供拉力,如果提供压力,那则指向转弯的外侧,与向心力相反了,逻辑上不对。而实际情况是列车转弯会向外侧偏移,向外挤压外侧铁轨,所以由外侧铁轨提供。 当然如果列车左右的轮子反着装,把铁轨包在内侧,那结论就相反。 以上没有考虑轮子与铁轨在横向的摩擦力
因此,外轨在列车有外翻倾向的时候受压而产生了额外的压力,而内轨减少了压力,这种一增一减都是有利于反向力矩来抵抗前者.如果要问为啥一定是一增一减?因为它们之和的垂直分量必须和重力相等.
以上是原理,据此原理,如果速度大,那么需要的向心力大,所以……
再问: 它们之和的垂直分量必须和重力相等?为什么?
再答: 因为火车在垂直地面方向上没有速度,所以就没有加速度,所以这个方向上力平衡,那么重力必须与铁轨的支持力分量平衡。
再问: 那如果是两轨高度相同,那又是什么情况呢?是什么提供向心力啊?
再答: 有没有注意到火车的轮子是内沿半径更大,嵌在铁轨内侧。 所以转弯时,外侧的铁轨对外侧的车轮的内沿产生压力,提供向心力。
再问: 为什么不是内外轨压力的合力啊?
再答: 内侧的铁轨与轮子的内沿延伸部分接触,这种接触显然只能提供压力不能提供拉力,如果提供压力,那则指向转弯的外侧,与向心力相反了,逻辑上不对。而实际情况是列车转弯会向外侧偏移,向外挤压外侧铁轨,所以由外侧铁轨提供。 当然如果列车左右的轮子反着装,把铁轨包在内侧,那结论就相反。 以上没有考虑轮子与铁轨在横向的摩擦力
火车在水平轨道上转弯时,若转弯处内外轨道一样高,则火车转弯时( )
1.火车转弯处内外铁轨间的高度关系及原因
火车怎么转弯的?
铁路转弯的内外轨高度差h 不仅与转弯半径r有关还与火车速率v有关则三者的关系是
为什么火车转弯速度过小或过大时内外轨不可以同时受到压力,还有什么事侧向?
火车转弯时的 速度与轨道的压力是怎么回事
铁路转弯的圆弧半径是300m,轨距1435mm,规定火车通过这里的速度是72km/h,内外轨的高度差该是多大时不受
在实际修筑铁路时,要根据弯道半径和规定的行驶速度,适当选择内外轨的高度差,如果火车按规定的速率转弯,内、外轨与车轮之间没
铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为θ,弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车转弯时速度小于根
关于物理圆周运动火车转弯的问题
物理必修一火车转弯的问题
如图,铁路转弯处外轨应略高于内轨,火车必须按规定的速度行驶,则转弯时( )