Упр.17.19 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

1. Самолет делает «мертвую петлю». Определите значение силы, с которой летчик давит на сиденье в верхней и нижней точках траектории движения, если радиус «петли» равен $$200\ \text{м}$$, масса летчика равна $$80\ \text{кг}$$, скорость самолета равна $$360\ \text{км/ч}$$?

Переведём скорость в СИ:

$$v=360\ \text{км/ч}=360\cdot \frac{1000}{3600}=100\ \text{м/с}$$

Найдём центростремительное ускорение:

$$a_c=\frac{v^2}{R}=\frac{100^2}{200}=50\ \text{м/с}^2$$

В верхней точке петли на летчика действуют сила тяжести $$mg$$ и сила реакции сиденья $$N$$, обе направлены к центру окружности. Тогда

$$mg+N=ma_c$$

откуда

$$N=ma_c-mg$$

$$N=80\cdot 50-80\cdot 9{,}8=4000-784=3216\ \text{Н}\approx 3220\ \text{Н}$$

В нижней точке петли сила реакции сиденья направлена к центру, а сила тяжести — противоположно ей. Поэтому

$$N-mg=ma_c$$

откуда

$$N=ma_c+mg$$

$$N=80\cdot 50+80\cdot 9{,}8=4000+784=4784\ \text{Н}\approx 4780\ \text{Н}$$

Ответ: в верхней точке $$\approx 3220\ \text{Н}$$, в нижней точке $$\approx 4780\ \text{Н}$$.