Номер 6.22, страница 18 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 6. Механическое движение и его относительность. Траектория. Путь. Перемещение. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 6.22, страница 18.

6.22 [н] Пилот на своём самолёте демонстрирует «мёртвую петлю» (петлю Нестерова). Совершается ли при этом поступательное движение? Можно ли рассматривать самолёт как материальную точку, если система отсчёта связана с Землёй?

Совершается ли при этом поступательное движение?

Поступательным называется движение, при котором любая прямая, проведённая в теле, перемещается, оставаясь параллельной своему начальному положению. Во время выполнения «мёртвой петли» ориентация самолёта в пространстве непрерывно меняется. Например, в нижней точке петли самолёт находится в горизонтальном положении, а в верхней точке оказывается перевёрнутым. Это означает, что самолёт совершает вращательное движение. Движение самолёта при выполнении петли Нестерова является сложным и представляет собой комбинацию поступательного движения (перемещение центра масс по траектории) и вращательного движения (изменение ориентации корпуса самолёта). Таким образом, чисто поступательное движение не совершается.

Ответ: нет, при выполнении «мёртвой петли» самолёт совершает не только поступательное, но и вращательное движение, поэтому его движение в целом не является поступательным.

Можно ли рассматривать самолёт как материальную точку, если система отсчёта связана с Землёй?

Тело можно рассматривать как материальную точку, если его размеры пренебрежимо малы по сравнению с характерными расстояниями в данной задаче. В случае выполнения «мёртвой петли» характерным расстоянием является радиус траектории, который обычно составляет сотни метров или даже километры. Размеры же самолёта (длина и размах крыльев) составляют десятки метров. Поскольку размеры самолёта значительно меньше радиуса петли, при рассмотрении его движения по траектории в системе отсчёта, связанной с Землёй, его формой, размерами и вращением можно пренебречь. Это позволяет упростить описание движения, сосредоточившись на траектории его центра масс.

Ответ: да, самолёт можно рассматривать как материальную точку, так как его размеры значительно меньше характерного размера его траектории (радиуса петли).