Какую перегрузку испытывает летчик в нижней точке мертвой петли с радиусом 500 м, если самолет движется со скоростью 540 км/ч, а масса летчика составляет 75 кг?
Физика 9 класс Динамика перегрузка лётчика мёртвая петля радиус 500 м скорость 540 км/ч масса летчика 75 кг
Чтобы определить перегрузку, которую испытывает летчик в нижней точке мертвой петли, нам нужно рассмотреть несколько шагов:
Скорость 540 км/ч нужно перевести в метры в секунду. Для этого воспользуемся формулой:
1 км/ч = 1/3.6 м/с.
Таким образом:
540 км/ч = 540 / 3.6 ≈ 150 м/с.
Центростремительное ускорение (a_c) можно найти по формуле:
a_c = v^2 / r,
где v - скорость, r - радиус кривизны.
Подставим наши значения:
a_c = (150 м/с)^2 / 500 м = 22500 / 500 = 45 м/с².
В нижней точке мертвой петли летчик испытывает как центростремительное ускорение, так и ускорение свободного падения (g ≈ 9.81 м/с²). Полное ускорение (a) будет равно:
a = a_c + g = 45 м/с² + 9.81 м/с² = 54.81 м/с².
Перегрузка (N) определяется как отношение полного ускорения к ускорению свободного падения:
N = a / g.
Подставим значения:
N = 54.81 м/с² / 9.81 м/с² ≈ 5.58.
Таким образом, летчик в нижней точке мертвой петли испытывает перегрузку примерно 5.58g, где g - ускорение свободного падения.