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【游客对过山车的兴趣在于感受到力的变化,这既能让游客感到刺激,但又不会受伤,设计者通过计算“受力因子”来衡量作用于游客身上的力,“受力因子”等于座椅施加给游客的力除以游】
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问题描述:

游客对过山车的兴趣在于感受到力的变化,这既能让游客感到刺激,但又不会受伤,设计者通过计算“受力因子”来衡量作用于游客身上的力,“受力因子”等于座椅施加给游客的力除以游客自身的重力,可以利用传感器直接显示数值.如图所示为过山车简化原理图:左边部分是装有弹射系统的弹射区,中间部分是作为娱乐主体的回旋区,右边部分是轨道的末端的制动区.某位质量m=60kg游客坐过山车运动过程中,在轨道A处时“受力因子”显示为7,在轨道B处时“受力因子”显示为0.5,在轨道C处时的“受力因子”显示为0.6.己知大回环轨道半径R=10m,重力加速度g取l0m/s2,则

(1)该游客在C处时是超重状态还是失重状态?

(2)求该游客从A处运动到B处过程中损失的机械能;

(3)在设计时能否将弹射区和制动区的位置互换?试用文字定性分析说明.

常健回答:
  (1)因C处受力因子显示0.6,即游客对座椅的压力为0.6mg,所以处于失重状态(2)该游客在轨道A处受到的座椅的作用力FA=7mg,由牛顿第二定律可得:FA-mg=mvA2R1,则EkA=12mvA2=3mgR该游客在轨道B处受到的座椅的作用力...
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