Какая сила давит на гонщика массой 70 кг, когда он находится в кресле гоночного автомобиля, проходящего поворот

Чтобы определить силу, действующую на гонщика во время прохождения поворота, мы можем использовать второй закон Ньютона. Второй закон Ньютона говорит о том, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение.

Сначала нужно определить ускорение гонщика. Мы знаем скорость гоночного автомобиля, но нам требуется перевести ее из км/ч в м/с. Для этого воспользуемся простым преобразованием:

\[V = \frac{{200 \, \text{км/ч}}}{3.6} = \frac{{(200 \, \text{км/ч}) \times (1000 \, \text{м/км})}}{{(1 \, \text{час}) \times (3600 \, \text{с})}} = 55.56 \, \text{м/с}\]

Теперь, чтобы найти ускорение гонщика, мы можем использовать известное соотношение между угловым ускорением (\(\alpha\)) и линейным ускорением (\(a\)):

\[a = \alpha \times r\]

где \(r\) - радиус поворота, а \(\alpha\) - угловое ускорение.

Мы знаем, что линейная скорость \(V\) связана с угловой скоростью (\(\omega\)) следующим образом:

\[V = \omega \times r\]

и что угловое ускорение \(\alpha\) связано с угловой скоростью (\(\omega\)) следующим образом:

\[\alpha = \frac{{\Delta \omega}}{{\Delta t}}\]

где \(\Delta \omega\) - изменение угловой скорости, а \(\Delta t\) - изменение времени.

Однако, поскольку мы не имеем информации о времени или изменении угловой скорости, мы не можем точно определить угловое ускорение и, таким образом, линейное ускорение гонщика.

Тем не менее, если мы предположим, что гонщик движется в криволинейном равномерном движении, это означает, что его угловая скорость остается постоянной, и мы можем использовать формулу для линейного ускорения при равномерном круговом движении:

\[a = \frac{{V^2}}{{r}}\]

Подставляя известные значения, мы получаем:

\[a = \frac{{(55.56 \, \text{м/с})^2}}{{500 \, \text{м}}} = 6.173 \, \text{м/с}^2\]

Теперь мы можем найти силу, действующую на гонщика, используя второй закон Ньютона:

\[F = m \times a = (70 \, \text{кг}) \times (6.173 \, \text{м/с}^2) = 431.13 \, \text{Н}\]

Таким образом, сила, действующая на гонщика при прохождении поворота с радиусом 500 м и скоростью 200 км/ч, составляет 431.13 Н.