Яка сила діє на пілота масою 80 кг, коли літак, що рухається зі швидкістю 360 км/год, здійснює мертву петлю радіусом

Предмет вопроса: Сила в «мертвій петлі»

Пояснення: Коли літак здійснює "мертву петлю", пілот піддається впливу сили тяжіння і центростежу. Сила тяжіння направлена вертикально вниз і має величину, рівну масі пілота, помноженій на прискорення вільного падіння (9,8 м/с²).

Центростежу, або центробіжні силі, утворює літак, рухаючись по криволінійній траєкторії. Вона направлена від центру кривини траєкторії і залежить від маси пілота, швидкості та радіуса петлі. Формула для центростежу: Fc = m * v² / R, де Fc - центростежа, m - маса пілота, v - швидкість літака, R - радіус петлі.

Отже, щоб знайти силу, що діє на пілота, спочатку обчислюємо центростежу за допомогою формули Fc = m * v² / R. Потім додаємо силу тяжіння (m * g), де g - прискорення вільного падіння.

Приклад використання: Задано: маса пілота (m = 80 кг), швидкість літака (v = 360 км/год), радіус петлі. Для прикладу візьмемо радіус петлі (R = 100 м).

1. Обчислюємо центростежу: Fc = m * (v / 3,6)² / R = 80 * (360 / 3,6)² / 100 = 80 * 1000² / 100 = 80 * 10000 = 800000 Н.
2. Обчислюємо силу тяжіння: Ft = m * g = 80 * 9,8 = 784 Н.
3. Знаходимо сумарну силу: F = Fc + Ft = 800000 + 784 = 800784 Н.

Таким чином, на пілота діє сила 800784 Н у "мертвій петлі".

Порада: Для кращого розуміння теми рекомендується ознайомитися з поняттям центростежу та його формулою. Розгляньте різні значення швидкості та радіуса петлі, щоб вивчити, як вони впливають на силу, що діє на пілота.

Вправа: Літак, що рухається зі швидкістю 300 км/год, здійснює "мертву петлю" радіусом 120 м. Яка сила діє на пілота масою 70 кг? Використайте формулу F = Fc + Ft для розв"язання.