Составим схематичный рисунок к задаче:
Запишем второй закон Ньютона в векторной форме:
В проекции на ось Y имеем:
maц = N − mg
P = N = maц + mg = m(aц + g)
Перегрузка летчика равна отношению его веса к исходному весу.
P1/P = m(aц + g)/mg = aц + g/g
Так как
aц = v2/r
то получаем следующую формулу для расчетов:
P1/P = v2/r + g/g = (200 м/с)2 / 800 м + 10 м/с2/10 м/с2 = 6
Вычислим центростремительное ускорение в нижней точке траектории радиуса
r при скорости
v:
aцс = v2/r = 2002/800 м/с2 = 50 м/с2
То есть
aцс = 5g
Где g - ускорение
свободного падения на поверхности Земли. На летчика кроме силы тяжести
mg действует еще и реакция опоры
N, равная по модулю его весу, причем
N = mg + maцс
Следовательно, пилот испытывает перегрузку
mg + maцс/mg = 6
Т. е. становится как бы в 6 раз тяжелее.