Question

Какую перегрузку испытывает летчик в низшей точке мертвой петли радиусом 200м, если самолет летит со скоростью 360км/ч? Масса летчика 80кг. Пожалуйста, объясните подробно

Answer 1

Прямо говоря, перегрузка - это то, во сколько раз векторная сумма сил (результат сложения векторов всех сил, действующих на тело), действующая на человека, больше обычной силы земного притяжения.
Получается, что чтобы найти перегрузку, нам придется эту сумму сил разделить на силу земного притяжения.
Найдем векторную сумму сил, действующих на лётчика в нижней точке мертвой петли. В данном положении на него действует центробежная сила от выполнения мертвой петли и сила земного притяжения. Они будут направлены в одну сторону, так как пилот находится в нижней точке петли, где центробежная сила направлена как раз на Землю, как и сила притяжения. Это значит, что чтобы найти векторную сумму этих сил достаточно просто сложить их:
Сила земного притяжения равна массе тела, помноженной на ускорение свободного падения на Земле, F=mg=80*10=800 ньютонов.
Центробежная сила равна отношению произведения массы тела на квадрат скорости тела к радиусу траектории тела, F=$\frac{m v^{2} }{r}$=$\frac{80* 100^{2} }{200}$=4000 ньютонов.
Сложив эти две силы, мы получим 4800 ньютонов.
Силу земного притяжения, действующую на летчика, мы уже вычислили, она равна 800 ньютонам.
Разделим результаты друг на друга: $\frac{4800}{800}$=6.
Перегрузки обозначаются g, получается ответ 6g.