Для решения задачи нам необходимо определить центростремительное ускорение для каждого самолета, учитывая, что они двигаются по дугам окружностей с разными радиусами, но с одинаковой угловой скоростью.
Дано:
- Скорость среднего самолета ( v = 360 \, \text{км/ч} ).
- Радиус дуги для среднего самолета ( R_{\text{ср}} = 600 \, \text{м} ).
- Расстояние между самолетами ( d = 60 \, \text{м} ).
Перевод единиц:
Скорость переведем в метры в секунду:
[
v = 360 \, \text{км/ч} = \frac{360 \times 1000}{3600} \, \text{м/с} = 100 \, \text{м/с}
]
Определение угловой скорости:
Для среднего самолета угловая скорость ( \omega ) определяется как:
[
\omega = \frac{v}{R_{\text{ср}}}
]
Подставляем значения:
[
\omega = \frac{100}{600} \approx 0.1667 \, \text{рад/с}
]
Ускорение среднего самолета:
Центростремительное ускорение ( a{\text{ср}} ) для среднего самолета:
[
a{\text{ср}} = \omega^2 \cdot R{\text{ср}}
]
Подставляем значения:
[
a{\text{ср}} = (0.1667)^2 \times 600 \approx 16.67 \, \text{м/с}^2
]
Радиусы для остальных самолетов:
- Радиус для внутреннего самолета: ( R{\text{внутр}} = R{\text{ср}} - d = 600 - 60 = 540 \, \text{м} ).
- Радиус для внешнего самолета: ( R{\text{внеш}} = R{\text{ср}} + d = 600 + 60 = 660 \, \text{м} ).
Ускорение внутреннего самолета:
[
a{\text{внутр}} = \omega^2 \cdot R{\text{внутр}} = (0.1667)^2 \times 540 \approx 15.0 \, \text{м/с}^2
]
Ускорение внешнего самолета:
[
a{\text{внеш}} = \omega^2 \cdot R{\text{внеш}} = (0.1667)^2 \times 660 \approx 18.34 \, \text{м/с}^2
]
Итог:
- Ускорение внутреннего самолета: ( 15.0 \, \text{м/с}^2 ).
- Ускорение среднего самолета: ( 16.67 \, \text{м/с}^2 ).
- Ускорение внешнего самолета: ( 18.34 \, \text{м/с}^2 ).