كيفية تحويل نيوتن إلى قوة جي

غالبًا ما تسمع كلمة G-Force المستخدمة في سياق إطلاق رواد الفضاء في الفضاء. رائد فضاء يواجه قوة مقدارها عشرة جيغا ، على سبيل المثال ، يواجه قوة تساوي 10 أضعاف قوة الجاذبية. للتحويل من القوة في Gs إلى القوة بالنيوتن ، تحتاج إلى معلومتين أساسيتين. الأول هو التسارع الناتج عن الجاذبية في نظام MKS (متر ، كيلوجرام ، ثانية) ، لأن نيوتن هي وحدات القوة في هذا النظام. هذا الرقم 9.8 متر / ثانية². والثاني هو كتلة الشخص (أو الشيء) الذي يختبر التسارع بالكيلوجرام. هذا يغني عن نقطة مهمة: الكائنات المختلفة (أو الأشخاص) يواجهون قوى G مختلفة.

مناقشة حول G-Force في واحدة حيث يصبح الفرق بين الوزن والكتلة مهمًا بشكل خاص. كتلة الجسم هي مقاومته بالقصور الذاتي لتغيير حالة حركته. يتم قياسه بالكيلوغرامات في نظام SI. الوزن ، من ناحية أخرى ، هو القوة التي يمارسها مجال الجاذبية الأرضية على هذا الجسم. يخبرك قانون نيوتن الثاني أن القوة (F) تساوي الكتلة (م) مضروبًا في التسارع (أ)

عادةً ما يُشار إلى التسارع الناتج عن الجاذبية على الأرض بالحرف الصغير g. هذا يجعل واحد G ، وهو القوة التي تمارسها الجاذبية على أي جسم في مجال الجاذبية الأرضية ، تساوي كتلة الجسم (م) مضروبة في العجلة بسبب الجاذبية.

يحدث هذا أيضًا ليكون وزن الجسم. في نظام MKS ، يقاس الوزن بالنيوتن ، حيث 1 نيوتن = 1 كجم م / ث². بمجرد قياس كتلة الجسم بالكيلوجرام وحساب وزنه بالنيوتن باستخدام القيمة 9.8 م / ث² بالنسبة إلى g ، يمكنك التحويل بسهولة إلى Gs والعودة مرة أخرى. اثنان G يساوي ضعف وزن الجسم ، وربع G يساوي ربع وزنه وهكذا.

القوة هي كمية متجهة ، مما يعني أن لها مكون اتجاهي. تعمل جاذبية الأرض دائمًا على سحب الأشياء نحو مركز الكوكب وسطح الأرض يمارس قوة متساوية في الاتجاه المعاكس لمنع كل شيء على السطح من السقوط في المركز. يسمي الفيزيائيون هذه القوة الطبيعية ، وهي تخلق الإحساس بالوزن. يتعرض كل جسم على سطح الأرض لقوة طبيعية مقدارها 1 جي.

يختبر رائد فضاء يتسارع إلى الفضاء قوة طبيعية إضافية تولدها أرضية السفينة الصاروخية ، مما يزيد من الإحساس بالوزن. عند حساب G-force ، عليك إضافة 1 G إلى الدفع الناتج عن المركبة التي تعمل فيها لأنه عندما تكون المركبة في حالة راحة ، لا تزال تواجه قوة عادية مقدارها 1 G.

إن الطيار في طائرة نفاثة تتسارع ، وليس فقط تسقط ، نحو الأرض سيشعر بقوة في الاتجاه المعاكس لتلك التي يمارسها سطح الأرض. ستلغي هذه القوة القوة الطبيعية الناتجة عن أرضية المركبة فقط إذا كان التسارع أكبر من g. عليك أن تطرح 1 G من إجمالي قوة التسارع المتولدة بواسطة مركبة تتسارع نحو الأرض.