人们想在一个公园中修建旋转飞机。设计的人以孩子们玩的“转绳”为模型,计划在绳索的末端装上一些飞机模型。当绳索以比较快的速度旋转时,飞机模型就可以被抛出去,从而带动乘客一起飞起来。设计人员想让这座转塔的转数达到某个数值,从而使绳索达到接近水平的位置。但是,遗憾的是,这个设计思路并没有实现,因为要想保证乘客的安全,必须确保绳索有一定的倾斜度。假设人体可以承受的最大超重是自身体重的3倍,那么我们可以求出这时的绳索位置跟竖直线之间的倾斜角。
按照前文图所示的情形,我们假设人体可以承受的最大重力是自身体重的3倍,可得到下面的比值:
我们知道:
可得:
可得:
因此绳索偏离竖直线的角度应该小于71°,也就是,跟水平方向之间的夹角不小于19°。
如图所示,这就是旋转飞机的其中一种,它的绳索并没有倾斜到极限角度。
图 旋转飞机转塔。