Β' Λυκ-Κεφ4 Κυκλικές Κιν-Τροχός του Λούνα-Παρκ
Παράδειγμα 2 (σελ. 140) της Ομαλής Κυκλικής Κίνησης
Τροχός του Λούνα-Παρκ έχει ακτίνα και περιστρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα . Το παιδί στην καμπίνα έχει μάζα και κινείται υπό την επίδραση τού βάρους του του και της συνολικής δύναμης από την καμπίνα (η αναλύεται σε μια οριζόντια συνιστώσα και μια κατακόρυφη συνιστώσα, την κάθετη δύναμη ). Η κάθετη δύναμη μπορεί να έχει κατεύθυνση μόνο προς τα πάνω, εκτός κι αν... το παιδί δέσει τη ζώνη ασφαλείας του, οπόταν η μπορεί να έχει κατεύθυναη και προς τα κάτω!
Ως εκ τούτου, εάν ο τροχός περιστρέφεται γρήγορα, με γωνιακή ταχύτητα , κι εάν το παιδί δε φοράει τη ζώνη ασφαλείας του, τότε η η συνισταμένη δύναμη που δρα στο παιδί δεν επαρκεί!
Συγκεκριμένα, η συνισταμένη για γωνίες θέσης , όπου , δεν είναι πλέον κεντρομόλος και αδυνατεί να κρατήσει το παιδί σε κυκλική τροχιά. Έτσι το παιδί εκτοξεύεται από την καμπίνα του, εκτελώντας πλάγια βολή...
Δοκιμασία 1:
Υπολογίστε τη γωνιακή ταχύτητα του τροχού, ώστε το παιδί να αισθανθεί τριπλάσιο το βάρος του στο κατώτατο σημείο της τροχιάς του. (Υπόδειξη: το παιδί αισθάνεται ως βάρος του την κάθετη δύναμη από την καμπίνα, . Επίσης, σημαντικό είναι ότι η ένδειξη της ζυγαριάς καταγράφει τη μάζα που αντιστοιχεί στο μέτρο της , δηλαδή η φαινομενική μάζα τού παιδιού ισούται με ).
Δοκιμασία 2:
Για ποια γωνιακή ταχύτητα του τροχού το παιδί αισθάνεται αβαρές, βιώνοντας συνθήκες φαινομενικής έλλειψης βαρύτητας, στην κορυφή της τροχιάς του, δηλαδή και ;
Δοκιμασία 3:
Οι πιλότοι των μαχητικών αεροσκαφών δέχονται επιταχύνσεις μέχρι και 8g (8 φορές την επιτάχυνση της βαρύτητας) για σύντομα χρονικά διαστήματα κατά τη διάρκεια των τακτικών ελιγμών. Εάν αυτές οι επιταχύνσεις εφαρμοστούν για περισσότερο από μερικά δευτερόλεπτα, 4g έως 6g είναι αρκετά για να τους προκαλέσουν μια κατάσταση συσκότισης γνωστή ως BlackOut. Να υπολογίσετε τη γωνιακή ταχύτητα του τροχού, έτσι ώστε το παιδί να δεχθεί επιτάχυνση 8g.
Δοκιμασία 4:
Προσπαθήστε να βρείτε για ποιες τιμές της γωνιακής ταχύτητας τού τροχού, το παιδί εκτοξεύεται, εάν δεν φορέσει τη ζώνη ασφαλείας του. Παρατηρείτε κάτι ενδιαφέρον, όσον αφορά την παραβολική τροχιά που ακολουθεί το παιδί σε σχέση με τον κύκλο του τροχού;
Στο βίντεο που ακολουθεί, "Η εκπαίδευση των πιλότων μαχητικών αεροσκαφών σε υψηλές επιταχύνσεις", θα ανακαλύψετε τις εντατικές και απαιτητικές προπονήσεις που υποβάλλονται οι πιλότοι μαχητικών αεροσκαφών για να αντέξουν τις ακραίες επιταχύνσεις που βιώνουν κατά τη διάρκεια των ελιγμών στον αέρα. Το βίντεο περιγράφει τις φυσικές και ψυχολογικές προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι πιλότοι όταν εκτίθενται σε δυνάμεις g, ενώ παράλληλα παρουσιάζει τις τεχνικές που χρησιμοποιούν, όπως οι ειδικές αναπνευστικές μέθοδοι και τα αντι-g κοστούμια, για να αποφύγουν επικίνδυνες καταστάσεις όπως το Blackout. Μέσα από εντυπωσιακά πλάνα και συνεντεύξεις, θα πάρετε μια μοναδική ματιά στον κόσμο της αεροπορικής εκπαίδευσης υψηλών επιδόσεων.