Física 2P Jul23 TB1 – P2 Cinemática

Una prueba aérea consiste en registrar la intensidad de la fuerza de contacto entre el piloto y el asiento, y representa la “sobrecarga” que experimenta el piloto, especialmente en movimientos que implican aceleraciones de gran modulo. Consideremos un avión que describe una circunferencia vertical de 1 km de radio. El piloto que lo conduce pesa 70 kgf.

  

a)     Si la rapidez con la que viaja el avión es 720 km/h, cuál es la “sobrecarga” del piloto en el punto más bajo de la trayectoria?

 

N – P = m ac

 

Donde

N = reacción del asiento

P = peso del piloto = 70 kgf (10 N / 1 kgf) = 700 N

m = masa del piloto = P / g = 70 kg

ac = aceleración centrípeta = v^2 / R

v = velocidad del avión = 720 km/ h (1000 m / 1 km) (1h / 3600 s) = 200 m/s

R = radio de giro = 1 km = 1000 m

 

Remplazando y despejando N

N = P + m v^2/R = 700 N + 70 kg (200 m/s)^2 / 1000 m = 3500 N

 

Sobrecarga = N – P = 3500 N – 700 N = 2800 N

 

 

b)    Calcule la mínima rapidez que debe tener el avión en el punto más alto de la trayectoria para que el piloto no se despegue del asiento.

 

En el punto más alto

P = m ac

 

Donde

P = m g

ac = v^2 / R

 

 

Reemplazando y despejando v

v = raíz (m g / m R) = raíz (10 m/s² 1000 m) = 100 m/s