www.vladtime.ru
Сын маминой подруги
17 августа 01:21.
1010

Что будет, если во время полета все пассажиры самолета одновременно прыгнут?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
2
2 ответа
Поделиться

В вопросе скорее всего имелось ввиду — подпрыгнуть. Механическая система — горизонтально летящий самолет и пассажиры, не изолирована, и находясь в гравитационном поле Земли, поддерживает горизонтальность полёта взаимодействием двигателей самолета и его элеронов с атмосферой. То есть пространство в самолете неоднородно. Из-за этого, как отталкивание пассажиров от пола при подпрыгивании, так и последующее приземление пассажиров на пол из-за гравитации, передадут самолету импульс направленный вниз, что неизбежно изменит траекторию полета. Эти изменения будут незначительны и незаметны для пассажиров. По своей значимости (в масштабе энергии) они пренебрежимо меньше чем "воздушные ямы" во время полета самолета из-за конвекционных атмосферных потоков. Но изменение траектории может заметить по приборам командир корабля и незамедлительно по громкой связи пассажиры услышат приказ командира: "Освободить проход, сесть по местам, пристегнуть ремни, или в аэропорту прилёта вас будет ожидать встреча с полицией!"

А теперь численно. В самолете 100 чел. при средней массе m = 75 кг подпрыгнули на  h = 0,2 м и своими мышцами совершили работу А = mgh ≈ 14,7 кДж. Гравитация вернула их назад, совершив такую же работу (рассеянием энергии пренебрежем). Таким образом полная энергия прыжка оказалась Е = 2А ≈ 29,4 кДж.  Вся эта энергия перешла в кинетическую энергию движения самолета в вертикальном направлении (вниз) или E = ½Mv², где M = 50000 кг это масса самолета, а v — вертикальная скорость самолета, порождённая выходкой пассажиров. Из условия баланса энергии извлечём вертикальную скорость вниз,    v = √(2E/M) ≈ 1 м/сек, что можно считать лишь верхним пределом, из-за использованных приближений. Все, что вы хотели узнать о технике Почему смартфон временами отключается сам?Можно ли умереть, уронив в ванну телефон, заражающийся от пауэрбанка или любого переносного устройства по типу ноутбука?Что лучше: смартфон или планшет?Спросите директора «Эльдорадо» о технике

Это незначительно и не интересно. Но если от безделья пассажиры подпрыгнут еще около 50000 раз, то расход горючего для удержания самолета в горизонтальном полете возрастёт почти вдвое и может не хватить топлива для подлёта к аэропорту. Так что лучше слушаться командира и сидеть пристёгнутыми.

11

Тоже интересные ответы:

-1
Ответить

К сожалению все они не точны, рассматривая самолет изолированной системой в каких-то приближениях. Система самолет-пассажир является строго не изолированной системой из-за гравитации, то есть пространство не однородно, значить закон сохранения импульса не будет работать.

+2
Ответить

Космическая станция МКС тоже находится в гравитационном поле. По-вашему ее нельзя рассматривать как изолированную систему?

Когда пассажиры подпрыгнут на высоту h в самолете, то их мышцы совершают работу не mgh. Часть энергии пойдет на "отталкивание" самолета вниз и только часть на смещение массы пассажиров вверх на расстояние меньшее h.

-1
Ответить
Ещё 2 комментария

В космической станции пространство однородно и закон сохранения импульса работает. И станция и космонавты в свободном падении. Ни один прибор на станции не зарегистрирует гравитацию Земли, а подпрыгнувшего космонавта остановит не гравитация, а "диагонально расположенная" обшивка корабля, куда он больно ударится, если неосторожно попрыгает. У космонавтов на станции нет вверх-вниз, а у пассажиров самолета он есть однозначно и у них пространство строго неоднородно.

Насчет mgh согласен. Вот именно поэтому в ответе я пишу об оценке верхнего предела скорости. Сами расчеты я привел только для наглядности, чтобы объяснить концепцию неоднородного пространства, в чем как раз и была проблема в объяснении экспертов до меня, несмотря на более чем сотни одобрямсов у них.

+2
Ответить

Вы не учли важную деталь - в момент когда пассажирки в прижке - они не давят на самолёт

0
Ответить
Прокомментировать

Смотря что Вы подразумеваете под "что произойдет". Если с точки зрения физики - ничего не случится, т.к. общая масса пассажиров ничтожно мала по сравнению с массой самолета. Если выпрыгнули только пассажиры - то самолет полетит дальше как ни в чем не бывало, потому что пилоты-то на месте :)

-2
Прокомментировать
Ответить