Чтобы определить скорость, с которой должен лететь самолет в верхней точке мёртвой петли, необходимо учитывать силу тяжести и условие, при котором летчик будет невесомым. В этом состоянии центростремительная сила должна полностью компенсировать вес летчика.
Давайте обозначим:
- \( R \) — радиус петли (в нашем случае \( R = 360 \) м),
- \( m \) — масса летчика,
- \( g \) — ускорение свободного падения (\( g \approx 9,81 \) м/с²),
- \( v \) — скорость самолета в верхней точке петли.
При нулевом ощущении веса в верхней точке петли, центростремительная сила равна силе тяжести:
\[ \frac{mv^2}{R} = mg \]
После сокращения массы \( m \) из обоих сторон уравнения, получаем:
\[ \frac{v^2}{R} = g \]
Теперь можно выразить скорость \( v \):
\[ v^2 = gR \]
\[ v = \sqrt{gR} \]
Подставим значения:
\[ v = \sqrt{9,81 \, \text{м/с}^2 \times 360 \, \text{м}} \]
\[ v = \sqrt{3531.6} \approx 59.5 \, \text{м/с} \]
Таким образом, самолет должен лететь со скоростью примерно 59,5 м/с в верхней точке мёртвой петли, чтобы летчик чувствовал себя невесомым.
