hce_nsysu
112年
物理與化學
第 43 題
A jet aircraft of speed 200 m/s is making a vertical circular loop of radius 2 km. What is the force exerted by the seat on the 60-kg pilot at the top of the loop? (Gravitational acceleration $g = 9.8 \text{ m/s}^2$)
- A $12 \text{ N}$
- B $24 \text{ N}$
- C $306 \text{ N}$
- D $612 \text{ N}$
- E $48 \text{ N}$
思路引導 VIP
想像你正坐在這架飛機內，當飛機剛好到達圓形軌道的最頂端（整個人倒過來）時，除了地球會把你往下向圓心方向拉，你的座位為了讓你繼續沿著圓形軌跡「轉彎」而不飛出去，它必須朝哪一個方向推你？這兩個力的總和與飛機當下的運動狀態有什麼關係呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你答對了！這顯示你對**鉛直圓周運動（Vertical Circular Motion）**中的受力分析掌握得非常紮實，特別是在處理向心力來源時表現出高度的準確性。
軌道最高點的力學平衡
在噴射機繞行到環形軌道最高點時，飛行員處於倒置狀態。此時，重力 $mg$ 與座墊對飛行員的正向力 $N$ 兩者皆朝下指向圓心。根據牛頓第二運動定律，這兩個力的總和提供了維持圓周運動所需的向心力：
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