2. Вертолет трогается с места для разгона. a) Изобразите и сравните силы, действующие на вертолет. [2] b) Определите ускорение, с которым двигается вертолет массой 20 т, если равнодействующая сил равна 60 кН. [2]
a) Когда вертолет трогается с места для разгона, на него действуют несколько сил, которые можно изобразить следующим образом:
Сила тяжести (F_г) — направлена вниз и равна весу вертолета. Она определяется как F_г = m * g, где m — масса вертолета, а g — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/c²).
Подъемная сила (F_п) — направлена вверх и создаётся вращением лопастей вертолета. Она должна быть достаточной для поднятия вертолета и преодоления силы тяжести.
Сила тяги (F_т) — направлена горизонтально и создаётся движением ротора и двигателем вертолета, она необходима для разгона.
В процессе разгона, вертолет будет испытывать результат взаимного влияния этих сил. Сравнивая силы, можно отметить, что при старте подъемная сила будет равна силе тяжести, когда вертолет начинает подниматься в воздух.
b) Для определения ускорения вертолета, можно воспользоваться вторым законом Ньютона, который гласит, что сумма сил, действующих на тело, равна произведению массы этого тела на его ускорение:
\[ F_{рез} = m \cdot a \]
где:
- \( F_{рез} \) — равнодействующая сил (60 кН = 60000 Н),
- \( m \) — масса вертолета (20 т = 20000 кг),
- \( a \) — ускорение, которое нужно найти.
Перепишем уравнение:
\[ a = \frac{F_{рез}}{m} = \frac{60000 \, \text{Н}}{20000 \, \text{кг}} = 3 \, \text{м/с}². \]
Таким образом, ускорение вертолета составит 3 м/с².
