Uzasadnienie: 

Naszym zadaniem jest wyjaśnienie, dlaczego tory bobslejowe muszą być odpowiednio wyprofilowane oraz sporządzić rysunek pomocniczy, który pomoże w wyjaśnieniu. Najpierw rozważymy wszystkie siły, które działają na ciało podczas ruchu w torze bobslejowym.

Do pokonania zakrętu z prędkością o dużej wartości, niezbędna jest duża siła dośrodkowa. Jednak musimy zastanowić się, która siła pełni rolę siły dośrodkowej. Na bobslej działa zwrócona pionowo w dół siła ciężkości.

Bobslej porusza się po torze, zatem oddziałuje na tor z pewną siłą nacisku ${\vec{F}}_{\text{N}}$. Aby wyznaczyć wektor tej siły, rysujemy składową siły ciężkości, która jest prostopadła do powierzchni toru.

Długość wektora siły nacisku ${\vec{F}}_{\text{N}}$ bobsleja na tor jest równa długości wektora siły ${\vec{F}}_{\perp }$.

Zgodnie z trzecią zasadą dynamiki wiemy, że jeżeli ciało A działa na ciało B, to ciało B działa na ciało A z siłą o tej samej długości i tym samym kierunku, ale przeciwnym zwrocie i innym punkcie przyłożenia. Skoro więc bobslej naciska na tor z siłą ${\vec{F}}_{\text{N}}$, to podłoże oddziałuje na bobslej siłą sprężystości podłoża ${\vec{F}}_{\text{R}}$.

Pomijamy siły tarcia między podłożem a bobslej, ponieważ bobslej porusza się po torze wykonanym z lodu. Z powyższych rozważań wyciągamy więc wniosek, że na bobslej działają dwie siły:

• siła ciężkości ${\vec{F}}_{\text{R}}$,
• siła sprężystości podłoża ${\vec{F}}_{\text{R}}$.

Siły te mają różne kierunku, różne długości oraz zwroty. Wynika więc z tego, że na bobslej działa ostatecznie siła wypadkowa ${\vec{F}}_{\text{w}}$ będąca złożeniem tych sił. Do wyznaczenia wektora tej siły skorzystamy z metody równoległoboku.

Siła wypadkowa ${\vec{F}}_{\text{w}}$ pełni rolę siły dośrodkowej. Analogiczny rysunek pomocniczy wykonajmy dla bardziej nachylonego toru.

Zauważmy, że siła wypadkowa, czyli siła dośrodkowa, która działa na bobslej, jest większa przy większym pochyleniu zakrętu. Zauważmy, że wartość siły dośrodkowej opisuje wzór:

$F_{\text{d}}=\frac{m{v}^2}{r}$

gdzie:

$F_{\text{d}}$ - wartość siły dośrodkowej,

$m$ - masa ciała,

$v$ - wartość prędkości ciała,

$r$ - promień okręgu, po jakim porusza się ciało.

Odczytujemy, że wartość siły dośrodkowej jest wprost proporcjonalna do kwadratu wartości prędkości, zatem im większa prędkość, z jaką porusza się bobslej, tym potrzebna jest o dużo większa wartość siły dośrodkowej, która utrzyma bobslej po odpowiednim torze. W związku z tym należy odpowiednio profilować tory wyścigowe, aby siła dośrodkowa mogła osiągnąć jak największą wartość i utrzymać bobslej

 Odpowiedź: 

Do pokonania zakrętu z prędkością o dużej wartości, niezbędna jest duża siła dośrodkowa, ponieważ wartość siły dośrodkowej jest wprost proporcjonalna do kwadratu wartości prędkości ciała. W częściowo pochylonych zakrętach rolę siły dośrodkowej pełni wypadkowa sił ciężkości i sprężystości podłoża, która jest tym większa, im większe pochylenie zakrętu. W związku z tym należy odpowiednio profilować tory wyścigowe, aby siła dośrodkowa mogła osiągnąć jak największą wartość. Zobrazujmy to na dwóch przykładach — im większe pochylenie zakrętu, tym większa wartość siły wypadkowej, pełniącej rolę siły dośrodkowej:

gdzie:

${\vec{F}}_{\text{g}}$ - siła ciężkości,

${\vec{F}}_{\text{R}}$ - siła sprężystości podłoża,

${\vec{F}}_{\text{w}}$ - siła wypadkowa, pełniąca rolę siły dośrodkowej.