Самолет, летящий со скоростью 360 км/ч, описывает "мертвую петлю" радиусом 200 м в вертикальной плоскости....

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
самолет мертвая петля радиус 200 м скорость 360 км/ч вертикальная плоскость сила летчик сиденье масса 70 кг наивысшая точка наинизшая точка
0

Самолет, летящий со скоростью 360 км/ч, описывает "мертвую петлю" радиусом 200 м в вертикальной плоскости. Как велика сила, прижимающая летчика к сиденью, в наивысшей и наинизшей точке петли, если масса летчика 70 кг?

avatar
задан 3 месяца назад

2 Ответа

0

Для решения этой задачи нам необходимо использовать законы Ньютона и уравнение движения в центробежно-центростремительной системе координат.

Наивысшая точка петли является точкой, в которой центростремительное ускорение направлено вниз, а наинизшая точка - вверх. Причем модуль центростремительного ускорения равен (v^2/r), где (v) - скорость самолета, (r) - радиус петли.

  1. Наивысшая точка: Центростремительное ускорение равно (a = v^2 / r = (360000 / 3600)^2 / 200 = 10 : м/с^2) Сила, прижимающая летчика к сиденью, равна (F = m \cdot a = 70 \cdot 10 = 700 : Н).

  2. Наинизшая точка: Центростремительное ускорение равно (a = v^2 / r = (360000 / 3600)^2 / 200 = 10 : м/с^2) Сила, прижимающая летчика к сиденью, равна (F = m \cdot a = 70 \cdot 10 = 700 : Н).

Таким образом, сила, прижимающая летчика к сиденью, в наивышей и наинизшей точке петли равна 700 Н.

avatar
ответил 3 месяца назад
0

Для решения задачи о силе, прижимающей летчика к сиденью в мертвой петле, нужно учитывать центростремительную силу и силу тяжести.

  1. Преобразование скорости в м/с: Скорость самолета (v = 360 \text{ км/ч}). Переведем в метры в секунду: [ v = \frac{360 \times 1000}{3600} = 100 \text{ м/с} ]

  2. Центростремительное ускорение: Радиус петли (r = 200 \text{ м}). Центростремительное ускорение вычисляется по формуле: [ a_c = \frac{v^2}{r} = \frac{(100 \text{ м/с})^2}{200 \text{ м}} = 50 \text{ м/с}^2 ]

  3. Сила прижима в наивысшей точке петли: В наивысшей точке петли на летчика действуют сила тяжести (mg) и центростремительная сила (mac), направленные вниз. Сила реакции сиденья (N) будет направлена вверх и должна уравновешивать обе эти силы: [ N{\text{верх}} = mac - mg ] Масса летчика (m = 70 \text{ кг}), ускорение свободного падения (g = 9.8 \text{ м/с}^2): [ N{\text{верх}} = 70 \text{ кг} \times 50 \text{ м/с}^2 - 70 \text{ кг} \times 9.8 \text{ м/с}^2 ] [ N{\text{верх}} = 3500 \text{ Н} - 686 \text{ Н} ] [ N{\text{верх}} = 2814 \text{ Н} ]

  4. Сила прижима в наинизшей точке петли: В наинизшей точке петли на летчика действуют сила тяжести (mg) вниз и центростремительная сила (mac) вверх. Сила реакции сиденья (N) должна уравновешивать разность этих сил: [ N{\text{низ}} = mac + mg ] [ N{\text{низ}} = 70 \text{ кг} \times 50 \text{ м/с}^2 + 70 \text{ кг} \times 9.8 \text{ м/с}^2 ] [ N{\text{низ}} = 3500 \text{ Н} + 686 \text{ Н} ] [ N{\text{низ}} = 4186 \text{ Н} ]

Таким образом, сила, прижимающая летчика к сиденью, составляет:

  • В наивысшей точке петли: ( 2814 \text{ Н} ).
  • В наинизшей точке петли: ( 4186 \text{ Н} ).

avatar
ответил 3 месяца назад

Ваш ответ

Вопросы по теме