В нижней точке, его центростремительное ускорение будет направлено вверх, что приведет увеличению веса пилота. Пилоты истребителей испытывают перегрузки до 30 g. Перегрузки часто измеряются в единицах измерения g. То есть, например, перегрузка 5 g означает, что вес пилота увеличился в 6 раз (в состоянии покоя наша перегрузка равна g). Иногда перегрузку обозначают буквой n, и она является безразмерной величиной, равной отношению ускорения движения к ускорению свободного падения.
Таким образом, вес тела при перегрузках можно вычислить по формуле: 
.
Для примера вычислим перегрузку, которую испытывает пилот в нижней точке пике в вертикальной плоскости, если радиус кривизны траектории полёта равен 400 м, а скорость самолёта равна 1080 км/ч.
Термин жэ используется в космонавтике и авиации для обозначения перегрузок — увеличения веса тела, вызванные его ускоренным движением.
Допустимое значение перегрузок для гражданских самолетов составляет 4,33 жэ.
Обычный человек может выдерживать перегрузки до 5 g.
Тренированные пилоты в антиперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки до 9 g. Сопротивляемость к отрицательным, направленным вверх перегрузкам, значительно ниже.
Обычно при 2-3 g в глазах «краснеет» и человек теряет сознание из-за прилива крови к голове. Примерные значения перегрузок, встречающихся в жизни:
Человек, стоящий неподвижно 1 g
Пассажир в самолете при взлете 1,5 g
Парашютист при приземлении со скоростью 6 м/с 1,8 g
Парашютист при раскрытии парашюта (при изменении скорости от 60 до 5 м/с) 5,0 g
Космонавты при спуске в космическом корабле «Союз» до 3,0—4,0 g
Летчик при выполнении фигур высшего пилотажа до 5 g
Летчик при выведении самолета из пикирования 8,0—9 g
Перегрузка (длительная), соответствующая пределу физиологических возможностей человека 8,0—10,0 g
Вопрос к ученикам во время изложения нового материала
1. При каких условиях вес тела равен по модулю силе тяжести, действующей на это тело?
2. Имеет вес гиря, висящая на нитке? Чему будет равен вес, если нить перерезать?
3. Есть ли вес у дерева, что растет во дворе?
4. Камень бросили вертикально вверх. В какие моменты полета он находится в состоянии невесомости, если можно пренебречь сопротивлением воздуха? Изменится ли ответ, если бросить камень под углом к горизонту?
5. Почему необходимо учитывать перегрузки?
6. Что общего в падении тел на Землю, вращении Луны вокруг Земли, приливах и отливах?
VI. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА
Пример задачи
Ракета при старте с Земли движется вертикально вверх с ускорением а=20 м/с2. Каков вес летчика-космонавта, находящегося в кабине ракеты, если его масса m=80 кг?
.
| Совершенно очевидно, что ускорение ракеты направлено вверх и для решения мы должны использовать формулу веса тела для случая с перегрузом. Необходимо отметить, что если неподвижное относительно Земли тело имеет вес 2400 Н, то его масса составляет 240 кг, то есть космонавт ощущает себя в три раза массивнее, чем есть на самом деле. |
1. В лифте установили динамометр, на котором подвесили тело массой 1 кг. Что покажет динамометр, если:
а) лифт движется равномерно;
б) лифт поднимается вверх с ускорением 5 м/с2;