Du hører ofte ordet G-kraft brugt i sammenhæng med astronauter, der bliver lanceret i rummet. En astronaut, der oplever en styrke på ti G'er, oplever for eksempel en kraft, der er lig med 10 gange tyngdekraften. For at konvertere fra styrke i GS til styrke i Newton har du brug for to vigtige informationer. Den første er accelerationen på grund af tyngdekraften i MKS-systemet (meter, kilogram, andet), da Newton er enhederne i dette system. Dette tal 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 en G
En diskussion om G-kraft, hvor forskellen mellem vægt og masse bliver særlig vigtig. Massen af et legeme er dets inertimodstand mod en ændring af dets bevægelsestilstand. Det måles i kg i SI-systemet. Vægt er derimod den kraft, der udøves på kroppen af Jordens tyngdefelt. Newtons anden lov fortæller dig, at kraft (F) er lig masse (m) gange acceleration (a)
F = ma
Accelerationen på grund af tyngdekraften på jorden betegnes normalt med små bogstaver g. Dette gør en G, som er den kraft, der udøves af tyngdekraften på ethvert legeme i jordens tyngdefelt, lig med kroppens masse (m) gange accelerationen på grund af tyngdekraften.
1G = mg
Dette sker også for at være kroppens vægt. I MKS-systemet måles vægten i Newton, hvor 1 Newton = 1 kg-m / s2. Når du har målt en legems masse i kg 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 genstandens vægt, en fjerdedel G svarer til en fjerdedel af dens vægt og så videre.
Direction Matters
Kraft er en vektormængde, hvilket betyder, at den har en retningsbestemt komponent. Jordens tyngdekraft virker altid for at trække genstande mod planetens centrum og jordens overflade udøver en lige kraft i den modsatte retning for at forhindre, at alt på overfladen falder ned i centrum. Fysikere kalder dette den normale kraft, og det skaber en følelse af vægt. Enhver krop på jordens overflade oplever en normal kraft på 1 G.
En astronaut, der accelererer i rummet, oplever en yderligere normal kraft, der genereres af raketskibets gulv, hvilket øger følelsen af vægt. Når du beregner opadgående G-kraft, skal du tilføje 1 G til det tryk, der genereres af det fartøj, du er i, fordi når du er i ro, oplever du stadig en normal kraft på 1 G.
En pilot i en jet, der accelererer og ikke bare falder mod jorden, vil føle en kraft i den modsatte retning af den, der udøves af jordens overflade. Denne kraft ville kun annullere den normale kraft, der genereres af fartøjets gulv, 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.