火车转弯时实际上是在做圆周运动 ,因而具有向心加速度 。是什么力使它产生向心加速度的呢 ?原来,火车的车轮上有突出的轮缘,如果铁路弯道的内外轨一样高。外侧车轮的轮缘挤压是外轨,使外轨发生弹性形变。万轨轮缘的弹力就是火车转弯时的向心力 。但火车质量太大,靠这种办法得到向心力。轮缘与外轨间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受损 。

影响铁路设计速度的因素(铁路的弯道是怎样提供向心加速度的)(1)

影响铁路设计速度的因素(铁路的弯道是怎样提供向心加速度的)(2)

影响铁路设计速度的因素(铁路的弯道是怎样提供向心加速度的)(3)

如果在弯道的外轨略高于内轨,火车转弯时铁轨对火车的支持力Fn的方向不再是竖直的,而是斜向弯道内侧。它与重力们合力指向圆心,为火车转弯提供J一部分向心力。这就减轻了轮缘与外轨的挤压,在修铁路时要根据弯道 的半径和规定的行驶速度,适当选择内外轨的高度差,使转弯时所需的向心力,几乎完全有重力和支持力提供 。

从这个例子,我们在一起看出,向心是按效果命名的力,任何一个力或者几个力的合力,只要它的作用效果是使物体产生向心加速度。它就是物体所受的向心力。如果认为做圆周运动的物体,除了受另外物体的作用,还要再受一个向心力,那就不对了 。

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