Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4716
2017-11-06 
С каким максимальным ускорением может стартовать мотогонщик, изображенный на рис., при хорошем сцеплении колес с землей? Расстояние между осями колес $2L$. Точкой обозначен центр масс системы "мотоцикл-гонщик", расположенный посредине между колесами на высоте $L$ над поверхностью земли.
Решение:
Если вам приходилось наблюдать настоящие старты мотогонщиков, то вы видели, как мотоцикл при старте буквально "встает на дыбы" и может даже опрокинуться назад. Если же вы этого не видели, вам придется догадаться, что максимальное ускорение (при хорошем сцеплении колес с дорогой) ограничено условием опрокидывания машины. Сила $\vec{F}$, ускоряющая мотоцикл, приложена в точке контакта ведущего колеса с дорогой.
Таким образом, поведение машины при ускоренном движении определяют 4 силы — сила тяжести, приложенная в центре масс, силы реакции опоры (земли), приложенные к точкам соприкосновения колес с землей и направленные вертикально вверх, и ускоряющая сила трения, приложенная к точке контакта ведущего (заднего) колеса машины и направленная горизонтально (см. рис.).
В момент отрыва переднего колеса сила реакции $R_{1}$ равна нулю, а сила реакции $R_{2}$, приложенная к заднему колесу, в этот момент равна, конечно, весу машины.
Ускоряющийся мотоцикл будет двигаться строго поступательно (не будет вращаться и опрокидываться), если моменты всех сил, вычисленные относительно его центра инерции, в сумме дадут нуль. Вес тела приложен в центре тяжести, поэтому его момент равен нулю. Остались две силы — реакция $R_{2}$ и ускоряющая сила $F$. Запишем условие равенства моментов:
$FL = R_{2}L = mgL$, откуда $a_{max} = \frac{F}{m} = g$.
С каким максимальным ускорением может стартовать мотогонщик, изображенный на рис., при хорошем сцеплении колес с землей? Расстояние между осями колес $2L$. Точкой обозначен центр масс системы "мотоцикл-гонщик", расположенный посредине между колесами на высоте $L$ над поверхностью земли.
Решение:
Если вам приходилось наблюдать настоящие старты мотогонщиков, то вы видели, как мотоцикл при старте буквально "встает на дыбы" и может даже опрокинуться назад. Если же вы этого не видели, вам придется догадаться, что максимальное ускорение (при хорошем сцеплении колес с дорогой) ограничено условием опрокидывания машины. Сила $\vec{F}$, ускоряющая мотоцикл, приложена в точке контакта ведущего колеса с дорогой.
Таким образом, поведение машины при ускоренном движении определяют 4 силы — сила тяжести, приложенная в центре масс, силы реакции опоры (земли), приложенные к точкам соприкосновения колес с землей и направленные вертикально вверх, и ускоряющая сила трения, приложенная к точке контакта ведущего (заднего) колеса машины и направленная горизонтально (см. рис.).
В момент отрыва переднего колеса сила реакции $R_{1}$ равна нулю, а сила реакции $R_{2}$, приложенная к заднему колесу, в этот момент равна, конечно, весу машины.
Ускоряющийся мотоцикл будет двигаться строго поступательно (не будет вращаться и опрокидываться), если моменты всех сил, вычисленные относительно его центра инерции, в сумме дадут нуль. Вес тела приложен в центре тяжести, поэтому его момент равен нулю. Остались две силы — реакция $R_{2}$ и ускоряющая сила $F$. Запишем условие равенства моментов:
$FL = R_{2}L = mgL$, откуда $a_{max} = \frac{F}{m} = g$.
