Яким натиском пілот масою 80 кг тисне на сидіння у нижній точці мертвої петлі літака, який рухається зі швидкістю

Суть вопроса: Сила нормального давления и центростремительная сила в мертвой петле

Инструкция: При движении летательного аппарата в мертвой петле на него действуют две силы: сила нормального давления и центростремительная сила.

Сила нормального давления является реакцией седения на действие веса пилота и определяется по формуле Фн = m * g, где m - масса пилота (80 кг), g - ускорение свободного падения (принимается за 9,8 м/с²). Таким образом, сила нормального давления равна 80 кг * 9,8 м/с² = 784 Н.

Центростремительная сила является результатом действия силы натяжения нити, которая содержит летательный аппарат в петле. Ее можно вычислить с помощью формулы Fцс = m * v² / r, где m - масса пилота (80 кг), v - скорость летательного аппарата (360 км/ч, или 100 м/с), r - радиус петли (500 м). Подставив значения в формулу, получим Fцс = 80 кг * (100 м/с)² / 500 м = 1600 Н.

Таким образом, пилот приложит к сидению силу нормального давления в 784 Н и центростремительную силу в 1600 Н.

Пример использования:
Задача: Какое суммарное натяжение нити будет действовать на летательный аппарат массой 500 кг, движущийся со скоростью 200 км/ч в петле радиусом 250 м?
Ответ: Для нахождения натяжения нити можно воспользоваться формулой Fцс = m * v² / r. Подставим значения в формулу: Fцс = 500 кг * (200 м/с)² / 250 м = 1600 Н.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию центростремительной силы, рассмотрите пример катания на автомобиле по крутому повороту. Чем быстрее вы двигаетесь и чем меньше радиус кривизны поворота, тем сильнее ощущается центростремительная сила.

Упражнение:
Пилот массой 60 кг движется по горизонтальной дороге радиусом 100 метров со скоростью 20 м/с. Найдите силу нормального давления, действующую на пилота.