Для расчёта скорости автомобилей на кольцевой дороге используются различные физические принципы, например:
- Экономия энергии. 1 Минимальная скорость рассчитывается как квадратный корень из (2gr), где g — ускорение под действием силы тяжести, а r — радиус петли. 1 Этот метод предполагает отсутствие трения или сопротивления воздуха. 1
- Центростремительная сила. 1 Используя уравнения центростремительной силы, минимальную скорость можно рассчитать, приравняв центростремительную силу к весу автомобиля в верхней части петли. 1 Этот метод учитывает влияние трения и сопротивления воздуха, но может быть неточным, если трасса имеет неровную поверхность или автомобиль движется не по идеально круговой траектории. 1
- Максимальная высота. 1 Минимальная скорость рассчитывается с учётом максимальной высоты петли. 1 Используя базовые кинематические уравнения, минимальная скорость будет равна квадратному корню из (2gR), где R — максимальная высота петли. 1 Этот метод предполагает, что автомобиль движется не слишком быстро, чтобы поддерживать контакт с трассой в верхней части петли. 1
Также для расчёта скорости автомобиля, движущегося с постоянной скоростью по кольцевой дороге, можно использовать формулу V = √(F * R / m), где R — радиус кольцевой дороги, F — сила тяги, m — масса автомобиля. 3