Какие силы давления испытывает летчик на сиденье самолета при выполнении мертвой петли с радиусом 200 м в верхней

Давайте решим задачу о силах давления, которые испытывает летчик на сиденье самолета при выполнении "мертвой петли" с заданными условиями.

Для начала, определим, какие силы действуют на летчика в верхней и нижней точках траектории. В верхней точке траектории самолет движется вниз, так что на летчика действуют сила тяжести $F_g$ и сила реакции опоры $F_n$ от сиденья самолета. В нижней точке траектории самолет движется вверх, поэтому к этим двум силам добавляется еще сила инерции $F_i$.

Давайте вычислим каждую из этих сил более подробно.

1. Сила тяжести $F_g$ - это сила, действующая на летчика в оба момента времени (верхней и нижней точке петли). Сила тяжести равна произведению массы летчика $m$ на ускорение свободного падения $g$ и направлена вниз.

2. Сила реакции опоры $F_n$ - это сила, действующая на летчика в верхней точке траектории. Она равна разности между силой тяжести и центростремительной силой. Центростремительная сила является нормальной к сдвинутому вниз от вертикали положению. Такие силы, равные силе тяжести, но направленные вверх, возникают вследствие отклонения от вертикального положения.

3. Сила инерции $F_i$ - эта сила действует только в нижней точке траектории. Она внешняя сила, возникающая при изменении направления движения объекта. Она направлена вверх и противоположна центростремительной силе.

Теперь опишем пошаговое решение задачи:

Шаг 1: Найдем силу тяжести $F_g$.
Для этого используем формулу:
$$F_g=m\cdot g$$
Где:
$m$ - масса летчика
$g$ - ускорение свободного падения (принимаем его равным приблизительно 9.8 м/с${}^2$)

Шаг 2: Найдем силу реакции опоры $F_n$ в верхней точке.
Для этого используем формулу:
$$F_n=F_g+m\cdot \frac{V^2}{R}$$
Где:
$V$ - скорость самолета
$R$ - радиус петли

Шаг 3: Найдем силу инерции $F_i$ в нижней точке.
Для этого используем формулу:
$$F_i=F_g-m\cdot \frac{V^2}{R}$$

Теперь подставим значения и решим задачу.

Шаг 1: Найдем силу тяжести $F_g$.
Пусть масса летчика $m=X$ (значение массы не указано в задаче).

Шаг 2: Найдем силу реакции опоры $F_n$ в верхней точке.
Пусть радиус петли $R=200$ м, а скорость самолета $V=180$ км/ч.
Переведем скорость самолета в м/с:
$$V=\frac{180\cdot 1000}{3600}\approx 50\text{м/с}$$

Теперь можем вычислить $F_n$:
$$F_n=X\cdot 9.8+X\cdot \frac{{50}^2}{200}$$

Шаг 3: Найдем силу инерции $F_i$ в нижней точке.
Используем те же значения, что и в предыдущем шаге, и вычисляем $F_i$:
$$F_i=X\cdot 9.8-X\cdot \frac{{50}^2}{200}$$

Таким образом, силы давления $F_n$ и $F_i$, которые испытывает летчик на сиденье самолета в верхней и нижней точках петли, будут зависеть от массы летчика $X$ и равны:
$F_n=X\cdot 9.8+X\cdot \frac{{50}^2}{200}$
$F_i=X\cdot 9.8-X\cdot \frac{{50}^2}{200}$

Убедитесь, пожалуйста, что предоставленные значения (масса летчика, радиус петли, скорость самолета) заданы корректно, и вы сможете получить окончательный численный ответ, подставив значения в формулы. Если у вас возникли другие вопросы по данной задаче или нужна дополнительная информация, пожалуйста, сообщите мне.