Каковы все силы, которым подвергается человек в центрифуге с симулятором перегрузки?

Вопрос

Каким силам подвергается человек в тренажере перегрузки?

Подробности

В центрифуге с перегрузкой летчик-испытатель подвергается воздействию больших перегрузок, однако недавно я узнал о центростремительной силе и силе Кориолиса (псевдосиле). Я немного смутился, рассматривая центрифугу с силой перегрузки, поскольку до того, как правильно рассмотреть эти силы, я предположил, что единственной силой, действующей на летчика-испытателя, была центростремительная сила, поэтому в видеороликах с ними вы видите небольшой счетчик силы перегрузки, показывающий, сколько g, с которыми пилот имел дело, прежде чем он / она потерял сознание.

На изображениях изображен пилот внутри центрифуги с ускорением. Пилот обозначен бронзово-золотой геометрией, круглый конец представляет собой голову пилота, а квадратный конец представляет собой ноги пилота, платформа, к которой прикреплен пилот, представляет его ноги.

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Как я понимаю, когда обороты центрифуги увеличиваются, кровь пилота начинает скапливаться к его ногам, а это центростремительная сила, я это понимаю и знаю, как ее приблизительно рассчитать.

F = масса (скорость ^ 2) / радиус

Однако есть также сила земного притяжения, которая не увеличивается и не уменьшается при вращении центрифуги, но мой главный вопрос заключается в том, нет ли другой силы, ускоряющей пилота в его кресле, и эта сила зависит от оборотов, даже когда обороты выровнялись и стали постоянными, эта сила все еще прижимает нашего пилота к его сиденью. Так ли это? Или пока пилот выдерживает ускорение, он больше не прикован к своему креслу, и единственная сила, которую он теперь ощущает, — это центростремительная сила?

Является ли сила, прижимающая пилота к его сиденью, эффектом кореолиса, и если да, то является ли составляющая скорости уравнения кореолиса скоростью, с которой пилот движется по окружности кругового пути?

Ответы (1)

То, как вы описываете силы, зависит от выбранной вами системы отсчета. Вы можете выбрать лабораторную рамку, в которой пилот летает по кругу --- тогда есть только центростремительная сила (игнорируя гравитацию), но пилот испытывает большое ускорение. Но удобнее выбирать пилотную раму — вас интересует опыт пилота, поэтому есть смысл рассмотреть его с ее точки зрения.

В этом кадре пилот неподвижен, и помимо центростремительной силы на ее ноги (или на задницу, если она сидит) действует центробежная сила. Это псевдосила — она существует только потому, что система отсчета не инерциальна, — но для пилота она вполне реальна. Это создает эффект, такой же, как гравитация (но направленный наружу), заставляя ее чувствовать себя намного тяжелее, чем обычно.

Во вращающихся системах отсчета вообще существует вторая псевдосила: сила Кориолиса. Здесь это ноль, потому что пилот не движется в своей системе отсчета. Если она начнет махать руками, то почувствует, как на них давит сила Кориолиса.

«Вообще во вращающихся системах отсчета существует вторая псевдосила: сила Кориолиса. Здесь это ноль, потому что пилот не движется в своей системе отсчета. Если она начнет махать руками, то почувствует, как на них давит сила Кориолиса. Это меня немного смущает, так что пилот не чувствует себя прижатой к своему креслу? Это имеет смысл, когда вы смотрите на уравнение, но я интуитивно борюсь с этим, если она попытается встать и сделать шаг вперед (предполагая, что для этого есть место), она только тогда почувствует силу Кориолиса?
Она абсолютно чувствует себя прижатой к своему месту. Это центробежная сила, одна из двух псевдосил, другая — сила Кориолиса. Центробежная сила не зависит от ее скорости, в отличие от Кориолиса.
Я понимаю центробежную силу, кровь приливает к ее ногам, и ее прижимают к сиденью, если бы была стрелка, она указывала бы от ее головы вниз, но я имел в виду, что ее прижимают к сиденью, в моем воображении была бы вторая сила, толкающая ее к спинке сиденья, стрела силы, направленная от ее груди к спине. Вот чего я не могу понять.
Если скорость вращения постоянна, нет силы, толкающей ее на спинку сиденья. Если скорость вращения увеличивается, существует третья псевдосила, называемая силой Эйлера, толкающая ее назад.
А, значит, если вы останетесь на месте и преодолеете силу Эйлера, за неимением лучшего слова адаптировавшись к скорости, вы можете гипотетически выплюнуть немного воды перед своим лицом, и она не полетит обратно вам в лицо, а просто лечь на землю, как в движущейся машине?
Если устройство ускоряется, плевок будет лететь обратно вам в лицо, а также на пол. Если он достиг полной скорости и больше не меняется, он вообще не полетит вам в лицо.
Каковы все силы, которым подвергается человек в центрифуге с симулятором перегрузки?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v