Indhold
Man hører ofte ordet G-kraft, der bruges i astronauterne, der lanceres i rummet. En astronaut, der oplever en styrke på ti Gs, oplever for eksempel en styrke, der er lig med 10 gange tyngdekraften. For at konvertere fra styrke i Gs til at tvinge i Newton, har du brug for to vigtige oplysninger. Den første er accelerationen på grund af tyngdekraften i MKS-systemet (meter, kilogram, andet), da Newton er kraftenhederne i dette system. Dette antal er 9,8 meter / sekund2. Den anden er massen af den person (eller objekt), der oplever accelerationen, i kg. Dette undgår et vigtigt punkt: Forskellige objekter (eller mennesker) oplever forskellige G-kræfter.
Beregning af et G
En diskussion om G-kraft, hvor forskellen mellem vægt og masse bliver særlig vigtig. Kroppens masse er dens inertielle modstand mod en ændring af dens bevægelsestilstand. Det er målt i kilogram i SI-systemet. Vægt er på den anden side den kraft, der udøves på dette legeme af jordens gravitationsfelt. Newtons Second Law fortæller dig, at kraft (F) er lig med masse (m) gange acceleration (a)
F = ma
Accelerationen på grund af tyngdekraften på Jorden betegnes normalt med et lille g. Dette gør en G, som er den kraft, der udøves af tyngdekraften på ethvert legeme i jordens gravitationsfelt, lig med massen af kroppen (m) gange accelerationen på grund af tyngdekraften.
1 G = mg
Dette sker også for at være vægten af kroppen. I MKS-systemet måles vægten i Newton, hvor 1 Newton = 1 kg-m / s2. Når du først har målt massen af et legeme i kilogram og beregnet dens vægt i Newton ved hjælp af værdien 9,8 m / s2 for g, kan du nemt konvertere til Gs og tilbage igen. To G'er er lig med det dobbelte af objektets vægt, en fjerdedel G er lig med en fjerdedel af dens vægt og så videre.
Retningssager
Kraft er en vektormængde, hvilket betyder, at den har en retningsbestemt komponent. Jordens tyngdekraft fungerer altid for at trække genstande mod planetens centrum, og jordoverfladen udøver en lige kraft i den modsatte retning for at forhindre, at alt på overfladen falder ned i midten. Fysikere kalder dette den normale kraft, og det skaber følelsen af vægt. Hvert legeme på jordoverfladen oplever en normal kraft på 1 G.
En astronaut, der accelererer ud i rummet, oplever en ekstra normal kraft, der genereres af raketskibets gulv, hvilket tilføjer følelsen af vægt. Når du beregner opadgående G-kraft, skal du tilføje 1 G til det tryk, der genereres af fartøjet, fordi du, når fartøjet er i ro, stadig oplever en normal kraft på 1 G.
En pilot i en jet, der ikke bare falder ned mod jorden, vil mærke en kraft i modsat retning end den, der udøves af jordoverfladen. Denne kraft annullerer den normale kraft, der genereres af gulvet i håndværket, kun hvis accelerationen er større end g. Du skal trække 1 G fra den samlede G-kraft, der genereres af et fartøj, der accelererer mod jorden.