Невесомость и перегрузки

Но не только космонавты испытывают состояние невесомости. В таком состоянии может находиться бегун в короткие промежутки времени, когда обе ноги оторваны от земли; прыгун с трамплина во время полёта.

3. Рассмотрим ещё раз движение лифта и стоящего в нём человека. Но только теперь лифт имеет ускорение , направленное вверх (рис. 53).

движение лифта

Пользуясь вторым законом Ньютона, можно записать:

Направив ось У вертикально вниз, запишем это уравнение в проекциях на ось:

mg - N = -mа;

N = mg + mа = m(g + а).

Поскольку Р = N, то

Р = m(g + а).

Таким образом, если тело вместе с опорой или подвесом движется с ускорением, направленным противоположно ускорению свободного падения, то его вес больше силы тяжести, т. е. больше веса покоящегося тела.

Увеличение веса тела, вызванное движением с ускорением, называют перегрузкой.

Перегрузку вы испытываете в лифте, в момент начала его движения вверх. Огромные перегрузки испытывают космонавты и пилоты реактивных самолётов при взлёте и посадке; лётчики, выполняющие на самолёте фигуру высшего пилотажа «мёртвая петля» в нижней и верхней её точках. Для того чтобы уменьшить давление на скелет космонавтов при взлёте, сделаны специальные кресла, в которых космонавты находятся в полулежачем положении. При этом сила давления, которая действует на космонавта, распределяется на бо́льшую площадь, и давление на скелет становится меньше, чем в том случае, когда космонавт находится в сидячем положении.

4. Пример решения задачи

Каков вес лётчика массой 70 кг, выполняющего «мёртвую петлю», в нижней и верхней точках траектории, если радиус петли 200 м, а скорость самолёта при прохождении петли 100 м/с?

Пример решения задачи

Для нижней точки траектории это уравнение в проекциях на ось OY (рис. 54, а) будет иметь вид:

-N₁ + F_тяж = -mа, или N₁ - mg = mа.

Следовательно,

Р₁ = N₁ = mа + mg = m(а + g).

Для верхней точки траектории (рис. 54, б) можно записать:

N₂ + F_тяж = mа.

<<< К началу Окончание >>>