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一架轰炸机在俯冲后改沿竖直圆周轨道运行,如图所示,如飞机的飞行速率为一恒量v=180m/s,为了使飞机在最低点的加速度不超过7g,试求此圆周运动的最小半径.如驾驶员的质量为70kg,在

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一架轰炸机在俯冲后改沿竖直圆周轨道运行,如图所示,如飞机的飞行速率为一恒量v=180m/s,为了使飞机在最低点的加速度不超过7g,试求此圆周运动的最小半径.如驾驶员的质量为70kg,在圆周轨道的最低点他的视重是多少?
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答案和解析
在最低点,加速度an=
v2
r

据题:加速度最大为7g,则由an=
v2
r
得最小半径为 rmin=
v2
7g
=
1802
70
m≈462.9m
在飞机经过最低点时,对飞行员受力分析:重力和座椅的支持力,在竖直方向上由牛顿第二定律得:
 N-mg=man
所以:N=m(g+an)=70×(10+70)N=5600N
由牛顿第三定律知飞行员对座位的压力的大小:N′=N=5600N,即在圆周轨道的最低点他的视重是5600N.
答:此圆周运动的最小半径是462.9m.如驾驶员的质量为70kg,在圆周轨道的最低点他的视重是5600N.
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