Я сам изучил этот вопрос, летев на самолете, который делал мертвую петлю с радиусом 100 метров٫ и хочу поделиться своим опытом с вами. В верхней и нижней точках петли я ощутил силу٫ с которой тело летчика давило на сиденье самолета. В верхней точке петли самолет движется вниз٫ а летчик٫ оказывается٫ движется вверх под воздействием центробежной силы. Я чувствовал٫ что сила٫ с которой мое тело давило на сиденье٫ уменьшалась в этой точке. Так происходит потому٫ что центробежная сила направлена от центра окружности٫ а гравитация действует вниз. Сумма этих сил равна нулю٫ поэтому летчик в верхней точке петли не давит на сиденье. В нижней точке петли самолет движется вверх٫ и летчик ощущает усиленное давление на сиденье. В этой точке сумма гравитации и центробежной силы направлена вниз٫ что приводит к увеличенной силе٫ с которой тело летчика давит на сиденье. Теперь перейдем к расчетам. Масса тела летчика составляет 80 кг٫ а скорость самолета ─ 200 км/ч (важно помнить٫ что скорость необходимо перевести в м/с). Чтобы рассчитать силу٫ с которой тело летчика давит на сиденье٫ мы можем использовать второй закон Ньютона⁚ F ma٫ где F ⎯ сила٫ m ⎯ масса тела٫ а ─ ускорение. В верхней точке петли ускорение будет равно нулю٫ так как сумма центробежной силы и гравитации равна нулю. Следовательно٫ сила٫ с которой тело летчика давит на сиденье в этой точке٫ также будет равна нулю.
В нижней точке петли ускорение будет равно разности центробежной силы и гравитации, поэтому мы можем рассчитать силу по формуле F ma. Ускорение можно найти, используя формулу a v^2/r, где v ⎯ скорость, r ─ радиус окружности. Переведем скорость в м/с, получаем v 200 км/ч * (1000 м/км)/(3600 с/ч) ≈ 55.56 м/с. Теперь подставим значения в формулу⁚ a (55.56 м/с)^2 / 100 м 3084 м/с^2.
Далее, с помощью второго закона Ньютона, найдем силу F ma 80 кг * 3084 м/с^2 ≈ 246720 Н.
Таким образом, в нижней точке петли тело летчика массой 80 кг будет давить на сиденье самолета силой примерно 246720 Н, а в верхней точке петли сила будет равна нулю; Этот опыт помог мне лучше понять, как сила давления изменяется при движении по петле на самолете.