Какой модуль силы давления на сиденье испытывает летчик массой 80,0 кг, когда самолет выполняет мертвую петлю радиусом 100 м с линейной скоростью 280 км/ч, находясь в верхней точке петли?

Физика 11 класс Динамика модуль силы давления лётчик масса 80 кг мёртвая петля радиус 100 м линейная скорость 280 км/ч верхняя точка петли Новый

Чтобы определить модуль силы давления на сиденье, испытываемый летчиком в верхней точке мертвой петли, нам нужно рассмотреть несколько шагов, включая расчёт центростремительного ускорения, силы тяжести и результирующей силы.

Шаг 1: Преобразование скорости

Сначала преобразуем линейную скорость из км/ч в м/с. Для этого используем следующий коэффициент:

• 1 км/ч = 1/3.6 м/с

Таким образом, скорость 280 км/ч будет равна:

280 км/ч * (1/3.6) = 77.78 м/с

Шаг 2: Расчёт центростремительного ускорения

Центростремительное ускорение (a_c) можно вычислить по формуле:

a_c = v^2 / r

где v - линейная скорость, r - радиус петли.

Подставим известные значения:

a_c = (77.78 м/с)^2 / 100 м = 60.49 м/с²

Шаг 3: Расчёт силы тяжести

Сила тяжести (F_g), действующая на летчика, рассчитывается по формуле:

F_g = m * g

где m - масса летчика (80,0 кг), g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²).

Подставим значения:

F_g = 80,0 кг * 9.81 м/с² = 784.8 Н

Шаг 4: Расчёт центростремительной силы

Центростремительная сила (F_c) также может быть выражена через массу и центростремительное ускорение:

F_c = m * a_c

Подставим значения:

F_c = 80,0 кг * 60.49 м/с² = 4839.2 Н

Шаг 5: Определение результирующей силы давления

В верхней точке петли на летчика действуют две силы: сила тяжести (вниз) и центростремительная сила (также вниз). Сила давления (F_d) на сиденье будет равна сумме этих сил:

F_d = F_g + F_c

Подставим значения:

F_d = 784.8 Н + 4839.2 Н = 5624 Н

Ответ:

Таким образом, модуль силы давления на сиденье, испытываемый летчиком, составляет 5624 Н.