如何确定隧道的限高?
素材1
从小清家到附近山区的一条双行线公路上有一个隧道,在隧道口有一个限高标志(如图1),表示禁止装载高度(车顶最高处到地面)超过的车辆通行.那么这个限高是如何确定的呢?
素材2
小清通过实地调查和查阅相关资料,获得以下信息:
①隧道的横截面成轴对称,由一个矩形和一个弓形构成.
②隧道内的总宽度为 , 双行车道宽度为 , 隧道圆拱内壁最高处距路面 , 矩形的高为 , 车道两侧的人行道宽.
③为了保证安全,交通部门要求行驶车辆的顶部(设为平顶)与隧道圆拱内壁在竖直方向上的高度差相差最少.
问题解决
任务1
计算半径
求图1中弓形所在圆的半径.
任务2
确定限高
如图2,在安全的条件下,的限高是如何确定的?请通过计算说明理由.(参考数据: , 结果保留一位小数)
任务3
尝试设计
如果要使高度不超过 , 宽为的货车能顺利通过这个隧道,且不改变隧道内的总宽度()和矩形的高(),如何设计隧道的弓形部分(求弓形所在圆的半径至少为多少米?)(参考数据: , 结果保留一位小数)