Сила тяги винтов вертолёта массой m при вертикальном подъёме из состояния покоя в n = n раз превышает его вес. Сопротивление воздуха пропорционально первой степени скорости R=-mk V (H). Определить скорость подъёма в момент t=t , а также Vmax.
Дано:
- Масса вертолета: m
- Ускорение свободного падения: g (примерно равно 9.8 м/с²)
- Коэффициент ускорения сопротивления: k
- Ускорение вертолета: a = n * g
- Сила тяги вертолета: T = m * a
- Сопротивление воздуха: R = - m * k * V(H) (здесь V(H) - горизонтальная скорость вертолета)
- Момент времени, в котором необходимо найти скорость подъема: t = t
Школьнику может быть непросто понять все эти формулы, поэтому я постараюсь объяснить пошагово.
Шаг 1: Найдем силу тяги вертолета при вертикальном подъеме из состояния покоя.
Для этого учитываем, что сила тяги равна произведению массы вертолета на его ускорение.
T = m * a
Шаг 2: Определим сопротивление воздуха.
Сопротивление воздуха пропорционально первой степени скорости вертолета и противоположно его направлению движения.
R = - m * k * V(H)
Шаг 3: Разложим ускорение вертолета на составляющие.
Поскольку вертолет движется вертикально вверх, учитываем только вертикальную составляющую ускорения, которая равна a.
a = n * g
Шаг 4: Подставим найденные значения в уравнение Ньютона.
T - R = m * a
Шаг 5: Найдем скорость вертолета в момент времени t = t.
Будем считать, что скорость вертикального подъема постоянна и равна V(вертикальное подъемное) на протяжении времени t.
Теперь решим уравнение Ньютона:
T - R = m * a
m * a - m * k * V(вертикальное подъемное) = m * a
V(вертикальное подъемное) = a / k
Здесь мы делим обе части уравнения на m и выражаем скорость вертикального подъема через ускорение и коэффициент сопротивления.
Шаг 6: Найдем максимальную достижимую скорость вертолета.
Максимальная скорость вертолета достигается, когда силы тяги и сопротивления воздуха равны:
T - R = 0
Решим это уравнение:
m * a - m * k * Vmax = 0
Vmax = a / k
Теперь у нас есть ответы на вопросы задачи:
- Скорость подъема в момент времени t = t равна V(вертикальное подъемное) = a / k.
- Максимальная достижимая скорость вертолета равна Vmax = a / k.
Надеюсь, я смог подробно и понятно объяснить решение задачи. Если у вас есть еще вопросы, обращайтесь!
Дано:
- Масса вертолета: m
- Ускорение свободного падения: g (примерно равно 9.8 м/с²)
- Коэффициент ускорения сопротивления: k
- Ускорение вертолета: a = n * g
- Сила тяги вертолета: T = m * a
- Сопротивление воздуха: R = - m * k * V(H) (здесь V(H) - горизонтальная скорость вертолета)
- Момент времени, в котором необходимо найти скорость подъема: t = t
Школьнику может быть непросто понять все эти формулы, поэтому я постараюсь объяснить пошагово.
Шаг 1: Найдем силу тяги вертолета при вертикальном подъеме из состояния покоя.
Для этого учитываем, что сила тяги равна произведению массы вертолета на его ускорение.
T = m * a
Шаг 2: Определим сопротивление воздуха.
Сопротивление воздуха пропорционально первой степени скорости вертолета и противоположно его направлению движения.
R = - m * k * V(H)
Шаг 3: Разложим ускорение вертолета на составляющие.
Поскольку вертолет движется вертикально вверх, учитываем только вертикальную составляющую ускорения, которая равна a.
a = n * g
Шаг 4: Подставим найденные значения в уравнение Ньютона.
T - R = m * a
Шаг 5: Найдем скорость вертолета в момент времени t = t.
Будем считать, что скорость вертикального подъема постоянна и равна V(вертикальное подъемное) на протяжении времени t.
Теперь решим уравнение Ньютона:
T - R = m * a
m * a - m * k * V(вертикальное подъемное) = m * a
V(вертикальное подъемное) = a / k
Здесь мы делим обе части уравнения на m и выражаем скорость вертикального подъема через ускорение и коэффициент сопротивления.
Шаг 6: Найдем максимальную достижимую скорость вертолета.
Максимальная скорость вертолета достигается, когда силы тяги и сопротивления воздуха равны:
T - R = 0
Решим это уравнение:
m * a - m * k * Vmax = 0
Vmax = a / k
Теперь у нас есть ответы на вопросы задачи:
- Скорость подъема в момент времени t = t равна V(вертикальное подъемное) = a / k.
- Максимальная достижимая скорость вертолета равна Vmax = a / k.
Надеюсь, я смог подробно и понятно объяснить решение задачи. Если у вас есть еще вопросы, обращайтесь!