Три самолета выполняют разворот в горизонтальной плоскости двигаясь: Звено боевых реактивных самолет выполняет разворот в горизонтальной плоскости, двигаясь по отрезкам круговых траекторий,

Простая физика — EASY-PHYSIC

В этой статье представлены задачи на движение по кругу. Задачи предназначены для подготовки к олимпиадам по физике для ребят 9 класса.

 

Задача 1.

Направление вращения Земли вокруг своей оси совпадает с направлением ее вращения вокруг Солнца. Каким было бы число дней в году , если бы Земля вращалась вокруг Солнца в противоположном направлении? Ответ дать в сутках, округлив до целых. Считать, что сейчас год длится ровно дней.

Решение.

Пусть центр Земли вращается с периодом вокруг Солнца год). Рассмотрим точку на экваторе Земли, которая в свою очередь вращается вокруг земной оси с угловой скоростью . Назовем земными сутками интервал времени между двумя последовательными положениями Солнца, например, в зените.

Если направления вращения не совпадают, то за сутки точке надо совершить поворот на угол, меньший, чем . Угол, на который сместилась Земля относительно Солнца, будет равен . В этом случае длительность суток будет

Аналогично в случае вращения в ту же сторону точке надо будет совершать за сутки (другой длительности, более длинные) полный оборот на и небольшой дополнительный поворот на угол, на который сместилась Земля относительно Солнца В этом случае длительность суток будет

Если разделить одно уравнение на другое, получим

, то есть число дней в «длинном» году станет 367.

Ответ: 367 суток.

 

Задача 2.

Скорость точки вращающегося диска равна см/с, а скорость точки , находящейся на см ближе к оси диска, равна см/с. Определите период вращения диска. Ответ дать в секундах. Округлить до сотых.

Решение.

Обозначим расстояние от оси до точки за . Тогда можно записать линейные скорости точек через угловую скорость и радиусы:

и

Вычитая, получим . Подставив период , получаем

Ответ: 6,28 с.

Задача 3.

Мальчик вращает камень, привязанный к веревке длиной м, в вертикальной плоскости с частотой Гц. На какую высоту взлетел камень, если веревка оборвалась в тот момент, когда скорость была направлена вертикально вверх? Ответ дать в метрах, округлив до десятых. Ускорение свободного падения м/c.

Решение.

Скорость камня в момент отрыва найдем по формуле

Высоту подъема тела определим из выражения

Учитывая, что в верхней точке подъема камня получаем

Ответ: 4,4 м.

 

Задача 4.

Вентилятор вращается с частотой об/мин. После выключения вращение происходит равнозамедленно, причём вентилятор делает до остановки оборотов. Сколько времени прошло с момента выключения вентилятора до полной его остановки? Ответ дать в секундах, округлив до целых.

Решение.

Найдем среднюю частоту вращения. С одной стороны,

Но с другой ( — начальная скорость, — конечная скорость)

так как движение равнозамедленное, а частота линейно связана с угловой скоростью. Приравнивая уравнения и выражая , получим, что

Ответ: 10 с.

Задача 5.

Три самолета выполняют разворот в горизонтальной плоскости» двигаясь равномерно по концентрическим окружностям на расстоянии м друг от друга. Ближайший к центру виража самолет движется по окружности м. Средний самолет движется со скоростью км/ч. Найти ускорение самолета, летящего по внешней траектории. Ответ дать в м/c, округлив до целых.

Решение.

Угловая скорость среднего самолета равна

Но угловая скорость всех самолетов одинакова, так как они движутся по концентрическим окружностям на одинаковых расстояниях друг от друга. Ускорение внешнего самолета можно найти через угловую скорость и радиус его траектории

Ответ: 15 м/c.

 

Вариант № 23

1. Тело массой 5 кг брошено под углом 30^о к горизонту с начальной скоростью 20 м/с (рис. 1). Пренебрегая сопротивлением воздуха, найти импульс силы, действующей на тело, за время полёта тела.

Ответ: а) F=75 Нс; б) F=100 Нс; в) F=125 Нс;

г) F=150 Нс; д) F=10,0 Нс.

2. Автомобиль движется без начальной скорости по прямому пути сначала с ускорением а=5,0 м/с², затем равномерно, и, наконец, замедляясь с тем же ускорением, останавливается. Все время движения t=25 с. Средняя скорость движения за это время <v>=72 км/ч. Сколько времени автомобиль двигался равномерно?

Ответ: а) t_р=30 с; б) t_р=25 с; в) t_р=20 с; г) t_р=15 с; д) t_р=10 с.

3. Найти радиус R вращающегося колеса, если известно, что линейная скорость v

1 точки, лежащей на ободе, в 2,5 раза больше линейной скорости v₂ точки, лежащей на 5 см ближе к оси чем первая точка.

Ответ: а) R=4,33 см; б) R=5,33 см; в) R=6,33 см; г) R=7,33 см;

д) R=8,33 см.

4. В момент времени, когда модуль скорости v=10⁶ м/с, ускорение частицы а=10⁴ м/с² и направлено под углом 30⁰ к вектору скорости. На сколько увеличится модуль скорости за время Δt=10^-2 с?

Ответ: а) Δv=0,87∙10² м/с; б) Δv=0,77∙10² м/с; в) Δv=0,67∙10² м/с; г) Δv=0,57∙10² м/с; д) Δv=0,47∙10² м/с.

5. Определить момент инерции равностороннего проволочного треугольника (рис. 2) со стороной a=10 см относительно оси, лежащей в плоскости треугольника и проходящей через одну из его вершин параллельно стороне, противоположной этой вершине. Масса треугольника m=12 г равномерно распределена по всей длине проволоки.

Ответ: а) I=3,310^-5 кгм²; б) I=4,310^-5 кгм²; в) I=5,310^-5 кгм²;

г) I=6,310^-5 кгм²; д) I=7,310^-5 кгм².

6. На концах тонкого стержня длиной 3 см укреплены одинаковые грузы, по одному на каждом конце (рис. 3). Стержень с грузиками колеблется около горизонтальной оси, проходящей через точку, удаленную на 1 см от одного из концов стержня. Определить частоту колебаний такого физического маятника.

Ответ: а) =0,1 Гц; б) =0,3 Гц; в) =0,5 Гц; г) =0,7 Гц;

д) =0,9 Гц.

7. Верхний конец стальной проволоки диаметромd=0,5 мм и длиной ℓ=80 см закреплен. К нижнему концу проволоки прикреплен шар массой m=2 кг и диаметром D=10 см (рис. 4). Если шар повернуть вокруг вертикальной оси на небольшой угол и отпустить, он будет совершать вращательные колебания. Определить период колебаний такого маятника.

Ответ: а) Т=17,5 с; б) Т=15,5 с; в) Т=13,5 с; г) Т=11,5 с;

д) Т=9,5 с.

8. Самолет летает на постоянной высоте по окружности радиуса R=25 км с постоянной скоростью v=250 м/с. В кабине самолета установлены пружинные и маятниковые часы. Какое время полета t^‘ покажут маятниковые часы, если это время, измеренное пружинными часами, равно t=1 ч? Часы считать идеальными. Силу Кориолиса (ввиду ее малости) не учитывать.

Ответ: а) t

‘=120 с; б) t^‘=110 с; в) t^‘=112 с; г) t^‘=114 с; д) t^‘=116 с.

1. Тело массой 5 кг брошено под углом 30^о к горизонту с начальной скоростью 20 м/с (рис. 1). Пренебрегая сопротивлением воздуха, найти изменение импульса тела за время полета.

Ответ: а) p=100 кгм/с; б) p=120 кгм/с; в) p=130 кгм/с;

г) p=140 кгм/с; д) p=150 кгм/с.

2. Со скоростью v₀=30 км/ч по экватору на восток движется корабль. С юго-востока под углом =60⁰ к экватору дует ветер со скоростью v=15 км/ч. Найти скорость ветра v^‘ относительно корабля в системе отсчета, связанной с кораблем.

Ответ: а) v^‘=10 км/ч; б) v^‘=20 км/ч; в) v

‘=30 км/ч; г) v^‘=40 км/ч; д) v^‘=50 км/ч.

3. Автомобиль движется со скоростью 60 км/ч. Сколько оборотов в секунду делают его колеса, если они катятся по шоссе без скольжения, а внешний диаметр покрышек колес равен 60 см.

Ответ: а) n≈9 об/с; б) n≈7 об/с; в) n≈11 об/с; г) n≈5 об/с;

д) n≈3 об/с.

4. В момент времени, когда модуль скорости v=10⁶ м/с, ускорение частицы а=10⁴ м/с² и направлено под углом 30⁰ к вектору скорости. На какой угол изменится направление скорости за время Δt =10^-2 с?

Ответ: а) Δφ=1∙10^-5 рад; б) Δφ=2∙10^-5 рад; в) Δφ=3∙10^-5 рад;

г) Δφ=4∙10^-5 рад; д) Δφ=5∙10

-5 рад.

5. Три самолета выполняют разворот, двигаясь на расстоянии 60 м друг от друга (рис. 2). Средний самолет летит со скоростью 360 км/ч, двигаясь по дуге окружности радиусомR=600 м. Определить ускорение первого самолета.

Ответ: а) a₁=18,3 м/с²; б) a₁=16,3 м/с²; в) a₁=14,3 м/с²; г) a₁=12,3 м/с²; д) a₁=10,3 м/с².

6. Математический маятник длиной 40 см и физический маятник в виде тонкого прямого стержня длиной 60 см (рис. 3) синхронно колеблются около одной и той же горизонтальной оси. Определить расстояние центра тяжести стержня от оси колебаний.

Ответ: а) d₁=0,15 м; d₂=0,25 м; б) d₁=0,5 м; d₂=0,1 м; в) d₁

=0,15 м; d₂=0,15 м; г) d₁=0,2 м; d₂=0,2 м; д) d₁=0,3 м; d₂=0,1 м.

7. Шарик, радиус которого r=1 см, катается по дну сферической чашки радиуса R=20 см (рис. 4). Предполагая, что эти колебания гармонические, определить их период.

Ответ: а) Т=4,03 с; б) Т=3,03 с; в) Т=2,03 с;

г) Т=1,03 с; д) Т=5,03 с.

8. Найти период свободных малых колебаний груза (рис. 5) массойm=0,5 кг, укрепленного на середине тонкой струны длины L=1 м. Массой струны можно пренебречь. Натяжение струны постоянно и равно F_н=50 Н.

Ответ: а) Т=0,114 с; б) Т=0,414 с;

в) Т=0,114 с; г) Т=0,214 с; д) Т=0,314 с.

оборотов самолета

• Изменение направления подъема вызывает поворот
• Подъемная сила является результатом горизонтальной и вертикальной составляющих
• По мере увеличения горизонтальной подъемной силы вертикальная подъемная сила уменьшается, что требует дополнительного давления на руль направления для удержания самолета на горизонтальном уровне
• Давление руля противодействует неблагоприятному рысканию
• Руль частично инициирует и контролирует координацию
• Воздушный крен и радиус разворота
• Обратите внимание, что координатор поворота не обязательно точен при входе и выходе из поворота.
  • Инерция заставит мяч отставать
  • Любые недостатки, возникающие в повороте, будут усиливать это отставание

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ:
Все процедуры являются ОБЩИМИ.
Выполняйте маневр в соответствии с Руководством пилота по эксплуатации (POH)
и/или действующими Стандартными операционными процедурами (СОП)
Справочник по полетам по приборам,
Силы на повороте

• Ввод:
• Применение скоординированного давления на элероны и руль направления в желаемом направлении поворота
• Используйте авиагоризонт для определения приблизительного угла крена
• Проверить координатор разворота на согласованность и скорость разворота
После установки координатор поворота становится основным банком, и отношение теперь поддерживает
• Во время разворота контролировать высотомер, VSI и положение для регулировки тангажа из-за потери вертикальной подъемной силы
• Воздушная скорость становится основной для мощности при постоянной воздушной скорости
• Восстановление:
• Применение скоординированных элеронов и рулей направления против поворота
• Ожидать развертывания
• Разворот половины угла крена перед желаемым курсом
• Отношение становится основным банком, пока уровень самолета
• После установки индикатор курса становится основным банком

• Имеется ряд ошибок, связанных с использованием магнитного компаса для выполнения поворотов


• Если двигаться в северном направлении, поворачивая на восток или запад, компас показывает отставание или изначально показывает поворот в противоположном направлении
• Если двигаться в южном направлении, поворачивая на восток или запад, компас предшествует повороту
• При движении на восток или запад компас правильно показывает поворот в любом направлении
• При движении в восточном или западном направлении ускорение приводит к краткой индикации севера
• При движении в восточном или западном направлении замедление приводит к краткому указанию на юг
• При движении на север или юг при пикировании, наборе высоты или изменении воздушной скорости не возникает ошибок


• ANDS: Ускорение на север, замедление на юг
• UNOS: Вылет на север, Вылет на юг
• • Определить широту, на которой работает самолет
    • Ошибки поворота магнитного компаса примерно эквивалентны широте самолета
  • Оценить величину ошибки разворота на север, которая соответствует курсу полета
  • Введите стандартный поворот в соответствующем направлении
    • При выкатке на север вести выкатку по текущей широте + половина угла крена
    • При выкатке на юг пройти выкатку по вашей текущей широте + половина угла крена
• Альтернативой или «обманом» для определения вашего промаха или промаха является выполнение поворота на время
• Пример: географические координаты аэропорта показаны внизу в центре таблички захода на посадку, что указывает на широту почти 40 градусов северной широты (округлено от 39o56′). Это представляет максимальную величину ошибки поворота. Следовательно, ошибка поворота колеблется от нуля в восточном или западном направлении до 40 градусов в северном или южном направлении, что приводит к угловой ошибке в 40 градусов широты/9.0 = 0,44 градуса ошибки на градус поворота. Курс конечного захода на посадку 054 составляет 36 градусов к северу от востока, что дает ошибку разворота 36 * 0,44 = 15,84 градуса, которую мы просто округлим до 16 градусов. Затем вам нужно будет отклониться от поворота от разворота курса до курса конечного захода на посадку на 16 градусов, что даст вам кажущийся курс по компасу при развертывании 070
.

• С помощью часов и координатора поворота можно изменять курс в градусах с течением времени
• При использовании стандартного поворота:
  • 30° = 10 секунд
  • 45° = 15 секунд
  • 90° = 30 секунд
  • 180° = 1 минута
  • 360° = 2 минуты

• Любой поворот, превышающий стандартную скорость, может считаться крутым поворотом
• Входите точно так же, как вы делаете более пологий поворот, но перепроверяйте быстрее, когда поворот становится круче

• Сочетание техники подъема и спуска по прямой с различными техниками поворота

• • Выполнение оборотов очистки
  • Выберите контрольную точку или направление
    • Чем дальше, тем лучше предотвратить движение
    • Убедитесь, что сидите «нормально» при выборе точки
    • Эта точка не должна двигаться на вашей «картинке»
  • Медленно повернуть к нужной точке или курсу
    • Для установления заданного угла крена пилот должен использовать внешние визуальные ориентиры, а также авиагоризонт
    • Горизонт должен «разрезать» обтекатель в определенном месте при горизонтальном повороте, на это можно указать заклепками или там, где горизонт пересекает панель приборов
    • Капот дает некоторую индикацию, а также авиагоризонт угла крена, координатор разворота не
    • Избегайте чрезмерных банковских операций
    • Установите тангаж для минимизации снижения
    • Установите тангаж для минимизации снижения
    • При необходимости используйте руль направления, чтобы оставаться скоординированным
    • Сканирующие инструменты
  • Развернуть поворот на точку или курс
    • Выравнивание за счет согласованного использования элеронов и руля направления в направлении, противоположном повороту
    • Разверните половину угла крена перед желаемым курсом
    • Пример: 30° означает, что разворот должен начинаться на 15° впереди желаемого курса
  • Полный контрольный список круиза

  	ШАГ	БАНК	МОЩНОСТЬ
  Первичный	Альтиметр	Координатор поворотов	Индикатор воздушной скорости
  Опорный	Отношение / VSI	Отношение	МП и/или об/мин

• Угол крена, необходимый для данной скорости разворота, пропорционален истинной воздушной скорости
• Изменения воздушной скорости означают, что угол крена должен изменяться для поддержания постоянной скорости разворота
• Уменьшается воздушная скорость, уменьшается угол крена и увеличивается тангаж
• Увеличение воздушной скорости, увеличение угла крена и уменьшение тангажа
• Высотомер первичен для тангажа
• Координатор хода является основным для банка
• Давление в коллекторе и тахометр первичны для мощности
• Два метода практики:
• Изменение скорости полета после установления разворота
• Изменение воздушной скорости инициируется одновременно с входом в поворот

• Отсутствие надлежащей очистки территории, в зависимости от обстоятельств
• Попытка выполнить поворот исключительно по ссылке на инструмент
• Попытка сесть прямо относительно земли во время поворота вместо того, чтобы лететь на самолете
• Недостаточное ощущение самолета, о чем свидетельствует невозможность обнаружения скольжения/заноса без обращения к пилотажным приборам
• Попытка сохранить постоянный угол крена, ориентируясь на наклон носовой части самолета
• Фиксация на носовой части, исключая законцовку крыла
• Застенчивость на земле: выполнение «плоских поворотов» (занос) при работе на малых высотах в сознательном или подсознательном стремлении избежать крена близко к земле
• Удерживающий руль в повороте
• Освоение поворотов только в одном направлении (обычно влево)
• Неспособность координировать использование газа с другими элементами управления
• Набор/потеря высоты при развороте
• Шаг:
• Озабоченность креном при входе в поворот и выходе из него
  • Если давление, регулирующее крен, и скорость изменения крена постоянны, будет развито ощущение времени, необходимого для изменения отношения
• Неспособность понять или запомнить необходимость изменения положения по тангажу при изменении составляющей вертикальной подъемной силы, что приводит к последовательной потере высоты при входе
• Изменение угла наклона до того, как это необходимо
• Чрезмерный контроль над изменением высоты тона
• Неспособность правильно отрегулировать угол тангажа, так как вертикальная составляющая подъемной силы увеличивается во время разворота, что приводит к постоянному набору высоты при выходе на курс
• Неповорот при входе в поворот и выходе из него после поворота
• Неспособность обеспечить прямолинейность перекрестной проверки после развертывания
• Неустойчивые скорости изменения крена при входе и выходе из-за невозможности перекрестной проверки инструментов тангажа с помощью последовательной методики, соответствующей изменениям подъемной силы
• Банк:
• Чрезмерное управление, приводящее к выходу за пределы крена при входе в поворот, отклонению от курса, а также усугублению ошибок тангажа, воздушной скорости и дифферентовки
• Фиксация на одном банке инструментов
• Отсутствие проверки прецессии линии горизонта после выхода из поворота
• Если индикатор курса показывает изменение курса, когда авиагоризонт показывает горизонтальный полет, самолет поворачивает
• Если шар находится в центре, гироскоп ориентации прецессировал; если мяч не отцентрирован, самолет может скользить или скользить в повороте
• Неиспользование надлежащей степени крена для желаемого изменения курса
• Неспособность запомнить курс, на который разворачивается самолет
• Поворот в неправильном направлении из-за неправильного прочтения или неправильной интерпретации индикатора курса или путаницы в отношении расположения точек на компасе
• Мощность:
• Отсутствие перекрестной проверки индикатора воздушной скорости при изменении шага
• Неправильное использование регулятора мощности из-за неправильного трения дроссельной заслонки, неточных настроек, изменения воздушной скорости, резких чрезмерно контролируемых изменений тангажа и крена или невозможности перепроверить воздушную скорость, чтобы отметить эффект регулировки мощности
• Плохая координация управления дроссельной заслонкой при изменении шага и крена
• Отделка:
• Неспособность распознать необходимость замены трима
• Непонимание связи между дифферентом и изменением положения/мощности
• Погоня за стрелкой вертикальной скорости
• Повороты компаса:
• Неправильное понимание или расчет опережения и отставания
• Фиксация на компасе при выкате

• Стандарты сертификации летчиков

• Рассмотрите возможность отработки маневров на авиасимуляторе, чтобы освоить маневры или избавиться от ржавчины
• Все еще что-то ищете? Продолжить поиск:

• Федеральное авиационное управление — Глоссарий пилотов/диспетчеров
• FAA — Стандарты сертификации летчиков
• CFI Notebook. net — Устойчивость самолета
• CFI Notebook.net — Магнитный компас
• CFI Notebook.net — Принципы полета
• CFI Notebook.net — Turn Performance
• Справочник по полетам по приборам (2-10) Обороты
• Reddit — большие трудности с поворотами компаса. Есть совет?,/li>

---

Движение самолета по тангажу

Движение самолета по тангажу

Гленн Исследования Центр

В полете любой самолет будет вращаться вокруг своей оси. центр гравитации, точка, которая является средним положением массы самолета. Мы можем определить трехмерную систему координат через центр тяжести с каждой осью этой системы координат перпендикулярно к двум другим осям. Затем мы можем определить ориентация самолета на сумму вращение частей самолета по этим главные оси . Ось шага перпендикулярна осевой линии самолета. и лежит в плоскости крыльев. А движение шага представляет собой движение носовой части самолета вверх или вниз, как показано на анимация.

Движение по тангажу вызывается отклонением лифт этого самолета. Лифт откидная секция в задней части горизонтального стабилизатор. Обычно с каждой стороны вертикали есть лифт. стабилизатор. Лифты работают парами; когда правый лифт идет вверх, левый лифт тоже поднимается.

Как описано на слайде с эффектами формы, изменение угла отклонения задней части аэродинамического профиля количество подъемной силы, создаваемой фольгой. С большей нисходящей отклонение, подъемная сила увеличивается в направлении вверх. С большей отклонение вверх, подъемная сила увеличивается в направлении вниз. Изменение подъемной силы, создаваемое отклонением руля высоты. заставляет самолет вращаться вокруг своего центра сила тяжести. Пилот может использовать эту способность, чтобы сделать самолет петля. Или, поскольку многие самолеты естественным образом петляют, отклонение может быть используется для обрезки или балансировки самолета, таким образом предотвращение образования петли.

На многих самолетах горизонтальная стабилизатор и руль высоты создают симметричный аэродинамический профиль, как показано на рисунке. слева от слайда эффектов формы. Этот не создает подъемной силы, когда руль высоты выровнен со стабилизатором и позволяет комбинации производить положительный или отрицательный подъем, в зависимости от отклонения руля высоты. На многих истребителях чтобы удовлетворить их высокие требования к маневренности, стабилизатор и лифт объединены в одну большую подвижную поверхность, называемую стабилизатор.