На рисунке показаны силы, действующие на модель самолёта, и направление его скорости в некоторый момент времени. Fc − сила сопротивления; Fп – подъёмная сила; Fт − сила тяжести; F − сила тяги мотора. В каком направлении будет двигаться самолёт, если F > Fc, а Fп = Fт? Ответ поясните.

Ответ: самолёт будет двигаться вперёд в направлении, указанном вектором скорости на рисунке, с увеличивающейся скоростью. Если скорость направлена горизонтально, самолёт продолжит горизонтальный полёт, разгоняясь.

Объяснение:

На модель самолёта действуют четыре силы:

• $F_c$ — сила сопротивления воздуха, направленная против движения самолёта.

• $F_п$ — подъёмная сила, направленная вверх.

• $F_т$ — сила тяжести, направленная вниз.

• $F$ — сила тяги мотора, направленная вперёд.

По условию $F_п = F_т$. Это означает, что подъёмная сила уравновешивает силу тяжести. Следовательно, равнодействующая этих сил равна нулю, и вертикального ускорения самолёт не получает.

При этом $F > F_c$, то есть сила тяги мотора больше силы сопротивления воздуха. Поэтому равнодействующая этих двух сил направлена вперёд, в сторону действия силы тяги.

Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела направлено в сторону равнодействующей приложенных к нему сил. Значит, самолёт будет ускоряться вперёд.

Вывод: поскольку подъёмная сила равна силе тяжести, а сила тяги больше силы сопротивления, самолёт будет продолжать движение вперёд с возрастающей скоростью. При горизонтальном начальном движении высота его полёта не будет изменяться.