Какие действия или явления объясняются инерцией тела при взлете и посадке самолета
1.Когда автобус резко начинает движение, люди падают назад.
2.Под рельсами укладывают шпалы.
3.Если автомобиль тянут тросом, водителю переднего автомобиля нельзя резко тормозить.
♣Самолёт летит. Всё потому, что в самолёте есть двигатели и он летит неестественно. А вот например облака парят - т.к. делают это естественно. У облаков нет двигателей. Они , как и птицы, парят в небесах. А самолёты делают это специально, применяя усилия, не как птицы и облака. Вот почему самолёт летит, а не парит.♣
Дано V1=100 см3 V2=200 см3 Fт - ?
Если тело плавает то Fт= Fa=p*g*V m=p*V=p*(V2-V1)=1*100=100 г=0,1 кг
Fт=m*g=9,8*0,1=0,98 Н=1 Н ( вес плавающего тела)
1) дано: F1=100H
a1=0,2м/с
a2=0,01м/с
Найти: F2
Решение: F1=ma1, m=F1/a1, F2=ma2=F1*a2/a1=100*0,01/0,2=5H
Ответ:
Объяснение:
m=3000 кг vo=15 м/с s=54 м F=?
s=(v²-vo²)/(2*a) ----> |a|=vo²/(2*s)=15²/(2*54)≈2 м/с² (конечная скорость v=0)
На воду в теплоизолированных сосудах опущены кусочки льда. В каком из них лёд не будет таять? №1 - 10 градусов №2 - 1 градус №3
Через реку шириной 120м перпендикулярно течению переправляется пловец. Его скорость относительно воды 5км/час. Скорость течения
На конденсаторе написано : 100 пикофарад, 300 вольт. Можно ли использовать этот конденсатор для накопления заряда в 50 нанокулон
Полярники получают необходимую им воду, растапливая лед. Сколько керосина потребуется сжечь для получения 15 л кипяченой воды, е
Какая из используемых линз (собирающая или рассеивающая) обладает большей по модулю оптической силой?
ПОМОГИТЕЕЕЕЕЕЕ . Какой была начальная температура алюминиевого бруска , масса которого 0,5 кг, если при погружении его в воду ма
На який кут відхилиться промінь зеленого свiтоп з довжиною хвилі 550 нм у спектрi першого порядку , утвореного вiд дифракцiйноi
Три одинаковые лампы соединены по схеме к этой це пи подведено напряжением 90 В Сопротивление первой и второй равны а сопротивл
182. Для чего перед взлетом, а также посадкой самолета пассажир обязан пристегнуться ремнем безопасности?
1) При взлете и посадке скорость самолета резко изменяется; 2) Пассажиры продолжают движение по инерции (или сопротив- ляются изменению своей скорости), это может привести к тому, что пассажиры выпадут из своих кресел и получат травмы;
*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.
Популярные решебники 7 класс Все решебники
Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.
Сегодня практически каждый хотя бы раз летал на самолете. Но задумывались ли вы, как именно проходит взлет самолета, что для этого требуется и как именно проходит контроль этого процесса? Попробуем ответить на эти и многие другие вопросы, которые могут возникнуть у любого путешественника.
Как и кто принимает решение о взлёте самолёта?
Первым вопросом, который может возникнуть – кто принимает решение о взлете и как именно проходит данный процесс? Любой взлет самолета начинается с подготовки, которая проходит в течение нескольких часов. Сначала необходимо подготовить борт. Капитан по приезду в аэропорт получает карту маршрута, метеоусловия и тщательно изучает их. Это необходимо для проведения предполетных процедур, обеспечения безопасности полета. Если погодные условия неподходящие, взлет самолета будет отложен. Такое решение принимается с учетом определенных правил, ответственным за него считается КВС, но на самом деле над планированием и контролем взлета работают многие специалисты. Пассажиры редко осведомлены, что именно включает в себя подготовка. Но надо учитывать, что начинается она задолго до момента прибытия их в аэропорт.
Как происходит взлет самолета?
Сам взлет самолета – это сложный процесс, который требует сложных расчетов. Очень важно учитывать все нюансы, включая влияние ветра на полеты, климатические условия по маршруту и многое другое.
Начинать расчеты следует с определения подъемной силы, которая формируется воздушным потоком. При взлете надо учесть силу и направление ветра, особенности воздушного потока, который дует около поверхности земли и влияет на движение самолета. При взлете воздушное судно должно двигаться против ветрового потока, при этом длина разбега зависит от силы ветра и других параметров. Сегодня такие расчеты выполняются на основании специальных инструкций и компьютерных программ, что исключает ошибки.
Планируя взлет самолета, надо принимать во внимание многие факторы, включая длину взлетно-посадочной полосы, внешние условия, силу ветра. Пилот должен успеть разогнать воздушное судно до необходимой скорости отрыва, после которой остановить самолет уже не получится. При этом он не должен забывать об особенностях самого аэропорта, его расположения, господствующих тут ветрах и климатических условиях.
- климатические, погодные условия;
- протяженность полосы ВПП;
- тип и состояние покрытия ВПП.
- с классическим набором скорости;
- с тормозов;
- при помощи дополнительных средств;
- с вертикальным набором скорости.
Если взлет самолета осуществляется с тормозов, необходимо достижение определенного режима тяги. То есть воздушное судно сначала стоит на тормозах, но двигатели работают. С тормозов борт снимается только тогда, когда будет достигнут нужный режим. Подобный вариант используется только в том случае, если длина полосы недостаточная.
При классическом взлете используется постепенный набор тяги, при этом воздушное судно уже продвигается по полосе. Такой вариант используется чаще всего, но только при достаточной протяженности ВПП.
Взлет самолета с дополнительными средствами подразумевает использование специальных трамплинов. Обычно подобный вариант практикуется в военной авиации, когда воздушное судно взлетает с авианосцев или при определенных условиях. Подобный вариант дает возможность компенсировать нехватку длины полосы и места для набора скорости. Но для гражданской авиации подобный метод не применяется.
Вертикальный взлет самолета осуществляется только при наличии у борта специальных двигателей. Особенностью подобного способа является подъем, схожий со взлетом вертолета, то есть при отрыве от земли подъем будет плавным вертикальным, но постепенно переходящим в горизонтальный. Подобным образом взлетают самолеты ЯК-38.
Как происходит посадка самолета?
- Посадка самолета происходит против ветрового потока. Особенности этого процесса происходят в зависимости от трех ключевых факторов, при этом решение о возможности посадки принимает только КВС. Только он может решать, подходят ли климатические условия для безопасной посадки. У каждого пилота имеются собственные условия, на принятие решения влияют следующие факторы:
- техническое оснащение аэропорта и ВПП;
- приспособленность аэропорта для взлета и посадки при определенных условиях;
- огодные условия, сила и направление ветра.
- мягкая, то есть проводимая в стандартных условиях;
- жесткая, то есть наблюдаются какие-либо трудности, в том числе, связанные с погодными условиями;
- вынужденная, осуществляемая при определенных условиях, связанных с неисправностью борта, погодными условиями или по другим причинам, в том числе, из-за болезни пассажира;
- аварийная, происходящая из-за технических неисправностей, негативного влияния погодных условий и по другим причинам.
- выравнивание со снижением вертикальной скорости по глиссаде;
- выдерживание с плавным снижением и увеличением угла атаки, достаточного для касания и пробега по полосе;
- парашютирование со снижением подъемной силы;
- приземление, то есть контакт с поверхностью полосы.
Ограничения на взлёт и посадку в зависимости от ветровой обстановки
Заход на посадку завершается касанием полосы, но при некоторых негативных условиях пилот может принять решение об уходе на второй круг. Обычно это наблюдается, если влияние ветра на полёты негативное.
Основными факторами, которые оказывают влияние на посадку, являются боковая и попутная скорость ветра. Посадка допускается только в тех случаях, если эти параметры не превышают допустимые. Во всех остальных ситуациях рекомендуется уход на второй круг. Допустимая скорость будет разной для самолетов различных типов и габаритов. Решение о возможности посадки или ухода принимает пилот.
Влияние ветра на полёты – одно из ключевых. Если скорость больше 20 метров в секунду, такой ветер считается опасным. Также опасными считаются резкие, сильные порывы, которые могут привести к аварийной ситуации.
Сдвиг ветра и его влияние на полёты
Еще одним ключевым показателем является сдвиг ветра, то есть изменение скорости потока между двумя определенными точками. Такой сдвиг может быть боковым, встречным или попутным. Серьезные изменения являются причиной помех полета, вызывать болтанку или аварийную ситуацию.
Причины такого сдвига разные, от опыта пилота зависит, насколько он способен предусмотреть их и решить вопрос с безопасной посадкой. К наиболее опасным относятся сдвиги 6 м/с при высоте изменения 30 м.
Особенности посадки самолёта при сильном боковом ветре
Боковой ветер также может представлять опасность для полета и посадки самолета. Мощные воздушные потоки могут стать причиной отклонения от курса, появления болтанки. Чем больше скорость ветра, чем сильнее отклоняется борт от необходимого курса. Угол сноса при этом практически равен величине разворота, то есть от пилота зависит, насколько быстро он может уйти из опасной зоны.
Боковой снос также опасен для совершения посадки. Если в районе полосы наблюдаются такие порывы, пилот может принять решение о коррекции курса, ухода на второй круг.
- Участник:Полозкова Анастасия Петровна
- Руководитель:Гусарова Ирина Викторовна
Введение
Обоснования выбора темы
Из множества предоставляемых вариантов тем, я выбрала именно изучение физических явлений, связанных с полетом самолета, потому что такой популярный и распространенный способ передвижения на сегодняшний день является интересным объектом изучения. Самолёт — воздушное судно, предназначенное для полётов в атмосфере с помощью силовой установки, создающей тягу, и неподвижного относительно других частей аппарата крыла, создающего подъёмную силу. Физика играет огромную роль в процессе работы самолета. Тысячи самолетов летают каждый день. Тысячи людей доверяют жизни самолетам. Как же физика связана с этим? Именно этот вопрос натолкнул меня на изучения данной темы.
Актуальность это работы обусловлена изучением историей открытия физических явления в полете самолета, совершенствования их использования, а также возможностью развития моих исследовательских способностей, расширения кругозора и базы математических и физических знаний, развития логического мышления, тренировки интеллекта.
Объектом исследования является школьный материал физики 7-9 класс.
Предметом исследования являются физические явления в полете самолета.
Гипотезой исследования стало предположение: изученные физические явления лежат в основе полета самолета.
Цель исследования: проследить историю открытия физики, связанной с самолетом, как эти открытия повлияли на развитие общества. Исследовать некоторые физические явления, происходящие при полете самолета, установить между ними связь.
Практическая значимость работы определяется возможностью подробного изучения, саморазвития, анализа открытий.
I глава. Научное описание и объяснение явлений
1. Подъемная сила
Упрощённый вариант появления подъёмной силы крыла, которое располагается параллельно потоку воздуха. Конструкция крыла такова, что верхняя часть его профиля имеет выпуклую форму. Воздушный поток, обтекающий крыло, разделяется на два: верхний и нижний. Скорость нижнего потока остаётся практически неизменной. А вот скорость верхнего возрастает за счёт того, что он должен преодолеть больший путь за то же время. Чем выше скорость потока, тем ниже давление в нём. Следовательно, давление над крылом становится ниже. Из-за разницы этих давлений возникает подъёмная сила, которая толкает крыло вверх, а вместе с ним поднимается и самолёт. И чем больше эта разница, тем больше и подъёмная сила. А почему подъёмная сила появляется, когда профиль крыла имеет вогнуто-выпуклую или двояковыпуклую симметричную форму?
Профиль крыла самолёта располагается под углом к воздушному потоку. А поток воздуха, сталкиваясь с нижней поверхностью такого крыла, скашивается и приобретает движение вниз. Согласно закону сохранения импульса на крыло будет действовать сила, направленная в противоположном направлении, то есть, вверх.
На самом деле всё намного сложнее. Набегающий поток воздуха воздействует на крыло с силой, которая называется полной аэродинамической силой. А подъёмная сила – это одна из составляющих этой силы. Вторая составляющая – сила лобового сопротивления. Вектор полной аэродинамической силы – это сумма векторов подъёмной силы и силы лобового сопротивления. Вектор подъёмной силы направлен перпендикулярно вектору скорости набегающего воздушного потока. А вектор силы лобового сопротивления – параллельно.
Самолёт может взлететь только в том случае, если подъёмная сила больше его веса. Скорость он развивает с помощью двигателей. С увеличением скорости увеличивается и подъёмная сила. И самолёт поднимается вверх.
Если подъёмная сила и вес самолёта равны, то он летит горизонтально. Двигатели самолёта создают тягу – силу, направление которой совпадает с направлением движения самолёта и противоположно направлению лобового сопротивления. Тяга толкает самолёт сквозь воздушную среду. При горизонтальном полёте с постоянной скоростью тяга и лобовое сопротивление уравновешены. Если увеличить тягу, самолёт начнёт ускоряться. Но и лобовое сопротивление увеличится тоже. И вскоре они снова уравновесятся. И самолёт будет лететь с постоянной, но большей скоростью.
Если скорость уменьшается, то становится меньше и подъёмная сила, и самолёт начинает снижаться.
2. Сила тяжести
Сила тяжести остается всегда одинаковой, на земле ли самолет или в воздухе, и поэтому приятно знать, что эта постоянная сила всегда с нами. Полет возможен только тогда, когда есть поступательная скорость. Поступательная скорость получается за счет энергии от сгорания горючего.
Если мы отрываемся от земли и поднимаемся на некоторую высоту, мы уже имеем некоторый запас энергии (вес самолета), способный придать самолету поступательную скорость, когда мотор перестанет ее развивать. В случае остановки мотора на некоторой высоте над землей вес продолжает тянуть самолет вперед; самолет не падает, а начинает планировать, скользя вниз, будучи все время управляем.
Чем выше самолет находится в воздухе, тем большее расстояние он может пролететь без мотора. Постоянно действующая сила тяжести становится чем- то вроде постоянной охраны обеспечивая самолет невидимой энергией, необходимой для движения вперед.
3. Электризация
На задней кромке крыла хорошо видны 10 электростатических разрядников.
Статическое электричество для летательных аппаратов представляет серьёзную проблему, но успешно решаемую.
Из-за трения о воздух на самолете в полёте набирается заряд 200 – 300 мкКл, поднимающий потенциал до 200 – 300 киловольт.
Когда шасси самолета приближаются к посадочной полосе, происходит электрический разряд на землю длиной около метра, чаще всего по поверхности резины колес. Его хорошо видно в темноте.
Накапливающееся в полёте статическое электричество значительно ухудшает работу радиосвязного оборудования, приводит к сбоям в работе цифровой аппаратуры. После посадки летательного аппарата статический заряд вполне способен убить человека.
Для предотвращения негативного влияния статического электричества на летательных аппаратах установлены следующие средства защиты:
- Перемычки металлизации, соединяющие отдельные элементы конструкции самолета между собой и массой самолета.
- Разрядники, способствующие стеканию накопленного самолетом заряда статического электричества в атмосферу.
На самолётах электростатические разрядники установлены группами на конце крыла, а также других выступающих частях конструкции планера.
Тело разрядника длиной 10–15 см представляет объемный резистор сопротивлением в 10–100 МОм.
II глава. История открытия, интересные факты о рассматриваемых явлениях
1. Подъемная сила
2. Сила тяжести
Исаак Ньютон гулял по яблоневому саду в поместье своих родителей и вдруг увидел луну в дневном небе. И тут же на его глазах с ветки оторвалось и упало на землю яблоко. Ньютон в это самое время работал над законами движения , он уже знал, что яблоко упало под воздействием гравитационного поля Земли. Знал он и о том, что Луна не просто висит в небе, а вращается по орбите вокруг Земли, и, следовательно, на нее воздействует какая-то сила, которая удерживает ее от того, чтобы сорваться с орбиты и улететь по прямой прочь, в открытый космос. Тут ему и пришло в голову, что, возможно, это одна и та же сила заставляет и яблоко падать на землю, и Луну оставаться на околоземной орбите. Все считали, что есть земная гравитация, действующая на несовершенной Земле, и есть гравитация небесная, действующая на совершенных небесах. Ньютон же сделал следующее – он объединил эти два типа гравитации в своем сознании. С этого исторического момента искусственное и ложное разделение Земли и остальной Вселенной прекратило свое существование.
3. Электризация
Вывод
Изучая физические явления, у меня возникло желание более подробно изучить их применение. Удивительным фактом и маленьким открытием становится то, что окружающие явления подчиняются и объясняются общими законами и закономерностями в физике.
Свечение вокруг законцовок лопастей вертолета UH-60L Black Hawk (Фото: Армия США)
Физические эффекты при эксплуатации военной или гражданской техники проявляются по-разному: иногда они ведут к ухудшению управляемости вертолетом, а иногда — к появлению свечения вокруг законцовок лопастей при выключенных габаритных огнях. Часть подобных явлений смотрится эффектно, но к потере управляемости не ведет. Другая же часть представляет определенную опасность для пилота и пассажиров летательного аппарата, и противостоять ей неопытному летчику бывает крайне непросто.
Пилотам самолетов знакомо другое физическое явление, известное как огни святого Эльма. Первое документальное упоминание такого эффекта, получившего свое название в честь католического покровителя моряков, появилось в 1886 году. Это явление тогда наблюдали моряки во время грозы: на острых концах высоких мачтовых конструкций появлялись яркие светящиеся области. Речь идет о коронных разрядах, возникающих на высоких и относительно острых предметах из-за большой напряженности электрического поля в атмосфере, что чаще всего бывает перед грозой. Сегодня на флоте огни святого Эльма встречаются редко из-за конструкции кораблей, отличающихся от судов XIX века. В авиации огни святого Эльма появляются на стеклах, законцовках крыльев и статических разрядниках при пролете неподалеку от грозового фронта или через него.
Огни святого Эльма на ветровом стекле самолета-заправщика KC-135 Stratotanker (Фото: ВВС США)
Проявление эффекта Прандтля-Глоерта за истребителем F-22 Raptor (Фото: ВВС США)
Куда более распространенным физическим эффектом является образование облака позади самолета, летящего на большой, чаще всего околозвуковой, скорости во влажной атмосфере. Такое явление получило название эффекта Прандтля-Глоерта. Его суть заключается в том, что позади быстро летящего самолета возникает область пониженного давления. Температура воздуха в этой области понижается, и, когда она опускается ниже точки росы, пары воды конденсируются в мельчайшие капельки, образуя облако. Считается, что эффект Прандтля-Глоерта проявляется только в тот момент, когда самолет преодолевает звуковой барьер, однако это не так. Например, облако может образовываться и позади быстро едущего автомобиля в условиях высокой влажности. Эффект Прандтля-Глоерта возникает и при взрыве различных боеприпасов ─ конденсацию паров воды в капельки с образованием облака можно наблюдать позади ударной волны.
Проявление эффекта Прандтля-Глоерта при взрыве атомной бомбы Baker (Фото: Армия США)
Нередко в авиации встречается и так называемый эффект экрана, при котором происходит плавное увеличение подъемной силы крыла и других аэродинамических характеристик самолета по мере приближения к поверхности земли. Такой эффект использовался при проектировании и создании экранопланов ─ аппаратов, способных перемещаться на больших скоростях над плоской поверхностью, как правило, над водой. При экранном эффекте низколетящий самолет начинает опираться на воздушную подушку, образуемую динамически набегающим потоком воздуха. Возмущения воздуха от крыла достигают земли, отражаются и возвращаются к крылу, в результате чего давление под аэродинамической поверхностью оказывается несколько большим, чем при обычном полете. При большой поверхности крыла крупных самолетов экранный эффект может мешать нормальной посадке.
Еще одним занимательным явлением в авиации считается эффект Коанда. Он получил название в честь румынского ученого Анри Коанда. Эффект представляет собой прилипание струи газа или жидкости к близкорасположенной стенке. Прилипание газовой струи происходит из-за разности давления в самой струе и области, расположенной между ней и стенкой. В авиастроении эффект Коанда используется редко. Ярким примером применения этого эффекта является военно-транспортный самолет Ан-72, в котором реактивные двигатели расположены над плоскостью крыла. Реактивная струя, вырывающаяся из двигателей, прилипает к поверхности крыла и разгоняет воздушный поток над ним. Благодаря этому увеличивается подъемная сила крыла.
Военно-транспортный самолет Ан-72 (Фото: Министерство обороны России)
Читайте также: