Дано:
- Радиус кривизны моста \( R = 128 \, \text{м} \)
- Сила, давящая на мост в верхней точке, составляет 20% меньше силы тяжести, действующей на автомобиль.
Обозначим:
- \( m \) - массу автомобиля.
- Сила тяжести \( F_g = m \cdot g \), где \( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 \).
- Сила, давящая на мост \( F_N = F_g - 0.2 \cdot F_g = 0.8 \cdot F_g = 0.8 \cdot m \cdot g \).
В верхней точке моста сила нормального давления, действующая на автомобиль, связана с центростремительным ускорением автомобиля, движущегося по дуге. Центростремительное ускорение можно выразить как:
\[ a_c = \frac{v^2}{R} \]
где \( v \) - скорость автомобиля. В верхней точке моста сумма нормальной силы и силы тяжести должна уравновешивать центростремительное ускорение:
\[ F_N + F_g = m \cdot a_c \]
Подставим известные величины:
\[ 0.8 \cdot m \cdot g + m \cdot g = m \cdot \frac{v^2}{R} \]
Соберем подобные слагаемые:
\[ (0.8 + 1) \cdot m \cdot g = m \cdot \frac{v^2}{R} \]
Упростим уравнение, сократив \( m \):
\[ 1.8 \cdot g = \frac{v^2}{R} \]
Теперь выразим скорость \( v \):
\[ v^2 = 1.8 \cdot g \cdot R \]
Подставим значения \( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 \) и \( R = 128 \, \text{м} \):
\[ v^2 = 1.8 \cdot 9.81 \cdot 128 \]
Теперь вычислим:
\[ v^2 \approx 1.8 \cdot 9.81 \cdot 128 \approx 1.8 \cdot 1255.68 \approx 2260.224 \]
Теперь найдем \( v \):
\[ v \approx \sqrt{2260.224} \approx 47.6 \, \text{м/с} \]
Ответ: Модуль скорости автомобиля составляет примерно \( 47.6 \, \text{м/с} \).