Какой будет вес летчика, имеющего массу 70 кг, когда он достигнет нижней точки траектории мертвой петли , если радиус

У нас есть самолет с летчиком, который входит в мертвую петлю. Мы должны найти вес летчика, когда он достигнет нижней точки траектории. Для решения этой задачи нам понадобятся некоторые физические принципы и формулы.

Первым шагом, давайте определимся, какие силы действуют на самолет и летчика во время движения по петле. В данной задаче есть две основных силы, выполняющие работу: сила тяжести $F_{т}$ и центростремительная сила $F_{цс}$.

Центростремительная сила вызывает круговое движение объекта по окружности и направлена в сторону центра окружности. В данной задаче, эта сила будет направлена вниз, смотря на нижнюю точку петли. Мы можем найти значение центростремительной силы с помощью следующей формулы:

$$F_{цс}=\frac{m{v}^2}{r}$$

где:
$m$ - масса летчика,
$v$ - скорость самолета,
$r$ - радиус петли.

Теперь мы можем подставить значения в формулу и найти значение центростремительной силы:

$$F_{цс}=\frac{70\text{кг}\cdot (100\text{м/с}{)}^2}{200\text{м}}$$

После выполнения несложных вычислений, мы получим:

$$F_{цс}=35\text{кН}$$

Далее, у нас есть сила тяжести $F_{т}$, которая действует на летчика. Она направлена вниз и равна:

$$F_{т}=m\cdot g$$

где:
$g$ - ускорение свободного падения, принимаем его равным примерно 9,8 м/с${}^2$.

Подставляя значение массы летчика в формулу, мы получим:

$$F_{т}=70\text{кг}\cdot 9,8{\text{м/с}}^2=686\text{Н}$$

Теперь, когда мы знаем значения центростремительной силы и силы тяжести, мы можем найти вес летчика на нижней точке траектории, который равен разности между этими двумя силами:

$$W=F_{т}-F_{цс}$$

Подставляя вычисленные значения, мы получаем:

$$W=686\text{Н}-35\text{кН}$$

После выполнения преобразований, получаем:

$$W=-34.315\text{кН}$$

Итак, вес летчика на нижней точке траектории составляет -34.315 кН. Обратите внимание, что полученное значение отрицательное, что означает, что летчик испытывает в этой точке воздействие силы в противоположном направлении.

Мы также можем заметить, что символ "к" является сокращением от кило, поэтому вместо "кН" можно записать "килоньютон", и вместо "кг" - "килограмм". Выбор единиц измерения зависит от того, что предпочитает ваш учитель или стандарт, применяемый на вашем уроке физики. Не забудьте обратиться к ресурсам вашего учебника или преподавателя для внесения корректировок в решение в соответствии с требованиями вашего задания или учебным планом.