a) Les equacions que determinen el moviment de l’avió
en el tram parabòlic (BCD)
si agafem com a origen de les coordenades el punt B
són:
Per a la posició:
on, d'acord amb l'enunciat, 
.
Per a la velocitat:
b) Per calcular la velocitat en el punt B
cal tenir en compte que en el punt C
es compleix 
i que la
component vertical de 
és
nul·la. Així doncs, tenim:
Aïllant el temps de (2), substituint-lo a (1) i fent les operacions corresponents,
n’obtenim: 
c) El temps de cada maniobra per realitzar les experiències
en condicions de microgravetat és:
; i el valor de
s’ha
calculat directament de (2).
d) En el tram AB
del vol, l’avió puja i accelera. Per tant, les components verticals
de la velocitat i l’acceleració són positives. La mitjana
de la component vertical de l’acceleració es pot calcular dividint
el canvi experimentat per la component vertical de la velocitat de l’avió
en passar del punt A
al B, entre
el temps que ha trigat per fer aquest trajecte:
Si un observador que es troba situat a l’exterior de l’avió, en un sistema inercial (un observador fix sobre la superfície terrestre es pot considerar un bon observador inercial per a aquest cas), aplica la llei fonamental de la dinàmica a un passatger de massa m, n’obté segons l’eix vertical:
on
és
la component vertical de la força mitjana que l’avió (concretament
el seient de l’avió) exerceix sobre el passatger. El seu valor
és:
Així doncs, la gravetat aparent que notarà el passatger dins de l’avió en el tram AB és1,68 g.
En el tram DE del vol, l’avió baixa i frena. Per tant, la component vertical de la velocitat és negativa i la de l’acceleració positiva. La mitjana de la component vertical de l’acceleració en aquest tram es pot calcular igual que abans, a partir del canvi experimentat per la component vertical de la velocitat de l’avió en passar de D a E (cal tenir en compte que l’avió a D, perquè conserva l’energia mecànica, porta la mateixa velocitat que tenia a B i, a més, la simetria de la trajectòria parabòlica comporta que arribi a D amb una inclinació descendent de 45º). Així doncs:
Justament el mateix resultat que en el tram AB.
Si l’anterior observador inercial aplica la llei fonamental de la dinàmica
a un passatger de massa m,
n’obté segons l’eix vertical:
El valor de
és el mateix que abans:
Així doncs, la gravetat aparent dins de l’avió
en el tram DE
també és
.
Finalment, cal dir que en el tram BCD
l’acceleració de l’avió és
i, en conseqüència, la gravetat aparent que nota un passatger a
l’interior de l’aparell és nul·la.
Autor d'aquesta pągina: Salvador Estradé, professor de física de l'IES Montserrat, de Barcelona..
Aquesta
obra estą subjecta a una
Llicčncia
de Creative Commons
