Das Wort G-Kraft hört man oft im Zusammenhang mit Astronauten, die ins All geschossen werden. Ein Astronaut, der beispielsweise eine Kraft von zehn Gs erfährt, erfährt eine Kraft, die dem Zehnfachen der Schwerkraft entspricht. Um von Kraft in Gs in Kraft in Newton umzurechnen, benötigen Sie zwei wichtige Informationen. Die erste ist die Erdbeschleunigung im MKS-System (Meter, Kilogramm, Sekunde), da Newton die Krafteinheiten in diesem System sind. Diese Zahl ist 9,8 Meter/Sekunde2. Die zweite ist die Masse der Person (oder des Objekts), die die Beschleunigung erfährt, in Kilogramm. Damit entfällt ein wichtiger Punkt: Unterschiedliche Objekte (oder Personen) erfahren unterschiedliche G-Kräfte.
Berechnung von einem G
Eine Diskussion über die G-Kraft, bei der der Unterschied zwischen Gewicht und Masse besonders wichtig wird. Die Masse eines Körpers ist sein Trägheitswiderstand gegen eine Änderung seines Bewegungszustandes. Es wird in Kilogramm im SI-System gemessen. Das Gewicht hingegen ist die Kraft, die das Gravitationsfeld der Erde auf diesen Körper ausübt. Das zweite Newtonsche Gesetz besagt, dass Kraft (F) gleich Masse (m) mal Beschleunigung (a) ist.
F=ma
Die Erdbeschleunigung wird normalerweise mit einem kleinen g bezeichnet. Dies macht ein G, die Kraft, die von der Schwerkraft auf einen beliebigen Körper im Gravitationsfeld der Erde ausgeübt wird, gleich der Masse des Körpers (m) mal der Erdbeschleunigung.
1G=mg
Dies ist auch das Gewicht des Körpers. Im MKS-System wird das Gewicht in Newton gemessen, wobei 1 Newton = 1 kg-m/s2. Nachdem Sie die Masse eines Körpers in Kilogramm gemessen und sein Gewicht in Newton mit dem Wert 9,8 m/s. berechnet haben,2 für g können Sie ganz einfach in Gs und wieder zurück konvertieren. Zwei Gs entsprechen dem doppelten Gewicht des Objekts, ein Viertel G entspricht einem Viertel seines Gewichts und so weiter.
Richtung ist wichtig
Kraft ist eine Vektorgröße, dh sie hat eine Richtungskomponente. Die Schwerkraft der Erde wirkt immer so, dass sie Objekte zum Mittelpunkt des Planeten und zur Erdoberfläche zieht übt eine gleiche Kraft in die entgegengesetzte Richtung aus, um zu verhindern, dass alles auf der Oberfläche in die Center. Physiker nennen dies die Normalkraft, und sie erzeugt das Gefühl von Gewicht. Jeder Körper auf der Erdoberfläche erfährt eine Normalkraft von 1 G.
Ein Astronaut, der ins All beschleunigt, erfährt eine zusätzliche Normalkraft, die vom Boden der Rakete erzeugt wird, was das Gefühl von Gewicht verstärkt. Bei der Berechnung der nach oben gerichteten G-Kraft müssen Sie 1 G zum Schub addieren, der von dem Fahrzeug erzeugt wird, in dem Sie sich befinden, da Sie im Ruhezustand des Fahrzeugs immer noch eine Normalkraft von 1 G erfahren.
Ein Pilot in einem Jet, der beschleunigt und nicht nur auf den Boden fällt, würde eine Kraft spüren, die der von der Erdoberfläche ausgeübten Richtung entgegengesetzt ist. Diese Kraft würde die vom Boden des Fahrzeugs erzeugte Normalkraft nur dann aufheben, wenn die Beschleunigung größer als g ist. Sie müssen 1 G von der gesamten G-Kraft abziehen, die ein Fahrzeug erzeugt, das in Richtung Boden beschleunigt.