Question

Если поезд идет по закруглению пути с той скоростью, на которую рассчитан наклон пути, то пассажирам кажется, что вагон не наклонился. При большей скорости пассажирам кажется, что вагон наклонился наружу, а при меньшей — внутрь закругления. Объясните эти явления.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Пассажир находится в НСО, связанной с вагоном. Там на него действуют сила тяжести и центробежная сила. Если скорость поезда на повороте расчётная, то векторная сумма упомянутых сил направлена перпендикулярно к наклонному ложе пути, что, разумеется, параллельно полу вагона. Благодаря этому действующая на пассажира сила направлена перпендикулярно к полу, как это бывает, когда поезд едет равномерно прямолинейно по горизонтальным путям. Отсюда и отмеченное вами ощущение.

Answer 2

Эти явления связаны с инерцией и силами, действующими на объекты в движении по криволинейным путям. Давайте рассмотрим каждый случай более подробно:

1. Скорость соответствует наклону пути: Когда поезд движется по кривой с той скоростью, на которую рассчитан наклон пути, центростремительная сила (сила, направленная от центра кривизны) и гравитационная сила взаимно компенсируют друг друга. Это позволяет пассажирам оставаться относительно вертикальными, и им не кажется, что вагон наклонился.

2. Большая скорость: Если поезд движется с большей скоростью, чем рассчитанная для данного радиуса кривой, центростремительная сила начинает преобладать. Она тянет вагон и пассажиров к внешней стороне кривой. Из-за этой силы вагон кажется наклонившимся в сторону наружу кривой, и пассажирам кажется, что они немного отклонились от вертикального положения.

3. Меньшая скорость: При движении с меньшей скоростью, чем оптимально для данной кривой, гравитационная сила начинает преобладать над центростремительной. Это заставляет пассажиров и вагон наклоняться внутрь кривой, так как они "соскальзывают" вниз по склону.

Важно заметить, что на эти феномены также могут влиять факторы, такие как радиус кривой, масса поезда, коэффициент трения между колесами поезда и рельсами, а также высота центра масс поезда.

Эти явления связаны с законами физики и динамики движения, и они объясняют, почему пассажирам может казаться, что вагон наклоняется в определенных ситуациях при движении по криволинейным путям.