2019-11-08
Какую максимальную скорость может развить велосипедист, движущийся по окружности радиуса $r$, если коэффициент максимального трения покоя равен $k$? Под каким углом к вертикали будет при этом наклонен велосипедист (рис.)?
Решение:
Силы, действующие на велосипедиста, очевидны. Имеем в проекциях на $\vec{r}$- и $\vec{n}$ - направления ( $\vec{v}$ - направление нас не интересует, поскольку модуль скорости не меняется)
$F_{тр} = \frac{mv^{2} }{r}; - mg + Q = 0$,
так как $F_{тр} = kQ$, то получим из системы
$v = \sqrt{kgr}$.
Можно показать, что велосипедист своим телом должен быть ориентирован так, чтобы суммарная реакция опоры $\vec{F}$ действовала вдоль линии, проходящей через центр тяжести тела. Но тогда
$tg \alpha = \frac{F_{тр}}{Q} = \frac{kQ}{Q} = k$.