معلق شدن جسم در هوا

[rohamavation]

آیا طنابی که جسمی را به هواپیمای با سرعت ثابت متصل می کند، با زاویه پرواز می کند؟یک جسم عظیم توسط یک طناب بدون جرم از یک هواپیما آویزان شده است. هواپیما در حال حرکت با سرعت ثابت v.
حتی با فرض وجود مقاومت هوا، آیا سیم به دلیل اینرسی نباید عمود بر عمود باشد؟ کتاب درسی من می گوید که در یک زاویه آویزان است.
شما سه نیرو دارید که روی جسم وارد می شوند. تنش، وزن و کشش. برای متعادل کردن تنش به اجزایی در هر دو محور x و y نیاز است، بنابراین باید در یک زاویه آویزان شود.پاسخ به این بستگی دارد که چه فرضیاتی مطرح می شود. در سناریوهای زیر، من فرض می‌کنم که سیم سبک است (بنابراین جرم آن نادیده گرفته می‌شود)، انعطاف‌پذیر (با نیروی کمی خم می‌شود) و آنقدر نازک است که خود کشش قابل توجهی را تجربه نمی‌کند.
حرکت هواپیما با سرعت ثابت؛ بدون کشیدن
جرم به صورت عمودی آویزان خواهد شد. تنها نیروهای وارد بر جرم عمودی هستند: جاذبه گرانشی به زمین و کشش در سیم. این نیروها متعادل هستند. هیچ نیروی افقی روی جرم آویزان وجود ندارد. اگر سیم به صورت عمودی آویزان نمی شد، یک جزء افقی کشش در سیم وجود دارد که توسط هیچ نیروی دیگری متعادل نمی شود، بنابراین جرم به سمت جلو شتاب می گیرد.
حرکت هواپیما با سرعت ثابت؛ کشش وجود دارد
اکنون یک نیروی افقی روی جرم وجود دارد که باید توسط یک جزء افقی کشش در سیم متعادل شود. سیم نمی تواند عمودی باشد. باید تمایل داشته باشد.
حرکت هواپیما با شتاب ثابت؛ بدون کشیدن
جرم آویزان به سمت جلو شتاب می گیرد، بنابراین باید یک نیروی افقی خالص روی آن وجود داشته باشد. این تنها می تواند توسط کشش در سیم فراهم شود، که بنابراین باید به سمت عمودی متمایل شود.
حرکت هواپیما با شتاب ثابت؛ کشش وجود دارد
مولفه افقی کشش در سیم اکنون باید 2 کار را انجام دهد: (1) کشش روی جرم آویزان را متعادل کند و (2) نیروی نامتعادل کافی برای شتاب دادن به جرم ایجاد کند. سیم با زاویه بیشتری نسبت به عمود آویزان خواهد شد.