火车弯道缓和曲线问题火车驶上弯道时,根据力学原理,会产生离心力F,在轨道的直道与弯道（圆弧）的衔接部,列车受到的离心力由

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/08 12:52:08

火车弯道缓和曲线问题
火车驶上弯道时,根据力学原理,会产生离心力F,在轨道的直道与弯道（圆弧）的衔接部,列车受到的离心力由零突变到F,会损坏线路和车辆,并使乘车人感到不适,甚至发生危险.为此火车轨道在弯道处采取“外轨超高”的办法,即把弯道上的外轨抬高一定高度,使列车倾斜,这样产生的向心力抵消部分离心力,以保证列车安全运行.为使等高的直线轨道与外轨超高的圆弧平缓衔接,同时避免离心力的突然出现,要在弯道与直道间加设一段曲线,以使列车受到的离心力从零均匀地增大到F,外轨超高也从零逐渐增大到h.所加曲线称为缓和曲线.
现有一处铁路弯道,原转弯半径R=400m,适应列车时速 120km∕h.由于火车提速,要求将此弯道改为适应列车时速200 km∕h,并要求将原长200 m的缓和曲线一并进行改造.试讨论下面问题：
（1）求缓和曲线方程.
（2）若要求外轨超高不改变,缓和曲线应如何改造?
（3）若外轨超高可以改变,缓和曲线又应如何改造?

假设列车重量为M,重力加速度g,铁轨平面倾斜角度θ,弯道半径为R,列车弯道速度为V,离心力为F,列车所受重力在铁轨平面分力f.
F=(MV^2)/R
f=Mgsinθ
应有：F=f,
即：(MV^2)/R=Mgsinθ
sinθ=(V^2)/(Rg).
(2)若不改变外轨高度,则需改变转弯半径
即sinθ=(V1^2)/(R1g)=(V2^2)/(R2g)
R2=R1*(V2^2)/(V1^2)
(3)

火车弯道缓和曲线问题火车驶上弯道时,根据力学原理,会产生离心力F,在轨道的直道与弯道（圆弧）的衔接部,列车受到的离心力由弯道缓和曲线的作用一段公路弯道成如图圆弧,两边的直道在弯道的连接点与弯道相切.已知一辆汽车以60km/h的速度驶过这条弯道,用了1.2分, 铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还取决于火车在弯道上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火车在倾斜的轨道上转弯,弯道的倾角为a,半径为R,则火车内、外轨都不受轮边缘挤压时的转弯速率是摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶不能太快,否则就会出事故,求摩托车辨析题：要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因经典物理趣味题要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快, 如图为火车在弯道上行驶示意图，火车内外轨连线与水平面的夹角为α=37°，弯道半径R=30米，重力加速度取10m/s2．求要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道然后驶入一段半圆型弯道,但在弯道上速度不能太快.启动时加速度为4米每二次如图（1）如图是田径场跑道的一部分,它由两条直道和中间半圆弯道和中间半圆弯道组成,若内、外两条跑道的终点在同一条直线上,