Самолёт на вираже
4/10Самолёт летит горизонтально по прямой со скоростью \(v_0 = 720\) км/ч. Определите, на сколько должна измениться скорость самолёта, чтобы он смог, оставаясь в горизонтальной плоскости, описать окружность радиуса \(R = 8\) км. Каков при этом угол наклона плоскости крыльев самолёта? Подъёмная сила направлена перпендикулярно плоскости крыльев и пропорциональна квадрату скорости самолёта (коэффициент пропорциональности в обоих случаях считать одинаковым). Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с\(^2\).
▶Показать разборСкрыть разбор
ОтветСкорость нужно увеличить на \(\Delta v \approx 54\) км/ч (до \(\approx 774\) км/ч); угол наклона плоскости крыльев \(\alpha = 30^\circ\).
РешениеПри полёте по прямой: \(mg = F_1 = kv_0^2\), где \(F_1\) — подъёмная сила, отсюда \(k = \dfrac{mg}{v_0^2}\).
При движении самолёта по окружности в горизонтальной плоскости (рис. 15) подъёмную силу \(\vec F_2\) можно разложить на составляющие:

по оси \(y\): \(mg = F_2\cos\alpha = kv^2\cos\alpha\),
по оси \(x\): \(F_2\sin\alpha = m\dfrac{v^2}{R}\).
Из последних равенств находим \[\sin\alpha = \dfrac{v_0^2}{gR} = \dfrac{1}{2} \Rightarrow \alpha = 30^\circ,\] \[v = \dfrac{v_0}{\sqrt{\cos\alpha}} \approx 215\text{ м/с} \approx 774\text{ км/ч}.\] Изменение скорости равно \(\Delta v = v - v_0 \approx 54\) км/ч.
Похожие задачи
- Шайба на трубе (C1) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Поворот автомобиля (B3) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Шайба на внутренней поверхности кольца (С2) ЕГЭ 2011, 11 кл.
- Шайба на внутренней поверхности кольца (С2) ЕГЭ 2011, 11 кл.
- Шайба в кольце (С2) ЕГЭ 2011, 11 кл.
- Сила реакции кольца (С2) ЕГЭ 2011, 11 кл.