Какая сила действует на сиденье в нижней точке петли, если лётчик массой 70 кг выполняет фигуру мёртвая петля?

Содержание: Сила на сиденье в нижней точке петли.

Пояснение: В фигуре мертвая петля летательного аппарата, такого как самолет, считается, что летчик движется по окружности радиусом R. В нижней точке петли (самая нижняя точка окружности) летчик оказывается наиболее сжатым по вертикали и подвергается некоторым силам.

При выполнении фигуры мертвая петля на летчика действуют две основные силы: сила тяжести и сила реакции опоры, которая проистекает из трения между летчиком и сиденьем. Сила тяжести направлена вниз и равна mg, где m - масса летчика (70 кг), а g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²).

Так как летчик находится в нижней точке петли, сила реакции опоры направлена вверх, перпендикулярно к поверхности сиденья. Для определения силы реакции опоры мы можем использовать второй закон Ньютона: сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение.

В данном случае, сумма сил равна силе тяжести минус сила реакции опоры:

F_net = F_gravity - F_reaction

А так как летчик находится в нижней точке петли, то значит он движется вниз с ускорением, равным радиусу окружности, на которой он находится. Таким образом, ускорение a = R.

Подставляя значения в формулу, получим:

F_net = m * a
= m * R

Поэтому сила, действующая на сиденье в нижней точке петли, равна произведению массы летчика на радиус окружности, по которой он движется.

Пример использования:
Заданы следующие параметры: масса летчика m = 70 кг, радиус окружности R = 10 м. Чтобы найти силу, действующую на сиденье, мы можем использовать формулу: F = m * R.
F = 70 кг * 10 м = 700 Н (Ньютон)

Совет: Для лучшего понимания можно представить, что летчик находится в нижней точке горки и опирается на сиденье. Ученику стоит обратить внимание, что сила реакции опоры всегда направлена под углом к вертикали и зависит от массы летчика и радиуса петли.

Задание:
Летчик массой 60 кг выполняет фигуру мертвая петля по окружности радиусом 8 м. Найдите силу, действующую на сиденье в нижней точке петли.