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10.我国铁路标准轨距为1435mm,在某铁路转弯处,弯道半径是500米,若允许火车通过的标准速度为60km/h,则外轨应比内轨高出多少?

分析 火车拐弯时按标准速度运行时,靠重力和支持力的合力提供向心力.由牛顿第二定律求解.

解答 解:火车的标准速度为 v=60km/h≈16.7m/s
根据牛顿第二定律得,mgtanθ=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
设外轨应比内轨高h m.
由题意得tanθ≈sinθ=$\frac{h}{L}$
联立得:h=$\frac{L{v}^{2}}{gR}$=$\frac{1.435×16.{7}^{2}}{10×500}$m=0.08m
答:外轨应比内轨高出0.08m.

点评 解决本题的关键理清向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解.

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