Ακούτε συχνά τη λέξη G-force που χρησιμοποιείται στο πλαίσιο των αστροναυτών που εκτοξεύονται στο διάστημα. Ένας αστροναύτης που βιώνει μια δύναμη δέκα Gs, για παράδειγμα, βιώνει μια δύναμη ίση με 10 φορές τη δύναμη της βαρύτητας. Για να μετατρέψετε από δύναμη σε G σε δύναμη σε Newtons, χρειάζεστε δύο κρίσιμες πληροφορίες. Η πρώτη είναι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας στο σύστημα MKS (μέτρο, χιλιόγραμμο, δευτερόλεπτο), καθώς οι Newtons είναι οι μονάδες δύναμης σε αυτό το σύστημα. Αυτός ο αριθμός είναι 9,8 μέτρα / δευτερόλεπτο2. Το δεύτερο είναι η μάζα του ατόμου (ή του αντικειμένου) που βιώνει την επιτάχυνση, σε χιλιόγραμμα. Αυτό παρακάμπτει ένα σημαντικό σημείο: Διαφορετικά αντικείμενα (ή άτομα) βιώνουν διαφορετικές δυνάμεις G.
Υπολογισμός ενός G
Μια συζήτηση σχετικά με τη δύναμη G σε μια στην οποία η διαφορά μεταξύ βάρους και μάζας γίνεται ιδιαίτερα σημαντική. Η μάζα ενός σώματος είναι η αδρανειακή του αντίσταση σε μια αλλαγή της κατάστασης κίνησής του. Μετράται σε κιλά στο σύστημα SI. Το βάρος, από την άλλη πλευρά, είναι η δύναμη που ασκείται σε αυτό το σώμα από το βαρυτικό πεδίο της Γης. Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα σας λέει ότι η δύναμη (F) ισούται με τη μάζα (m) επί την επιτάχυνση (a)
F = μα
Η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα στη Γη δηλώνεται συνήθως με πεζά γράμματα g. Αυτό κάνει ένα G, που είναι η δύναμη που ασκείται από τη βαρύτητα σε οποιοδήποτε σώμα στο βαρυτικό πεδίο της Γης, ίση με τη μάζα του σώματος (m) επί την επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας.
1G = mg
Αυτό συμβαίνει επίσης να είναι το βάρος του σώματος. Στο σύστημα MKS, το βάρος μετράται σε Newtons, όπου 1 Newton = 1 kg-m / s2. Μόλις μετρήσετε τη μάζα ενός σώματος σε χιλιόγραμμα και υπολογίσετε το βάρος του σε Newtons χρησιμοποιώντας την τιμή 9,8 m / s2 για g, μπορείτε εύκολα να μετατρέψετε σε Gs και να επιστρέψετε ξανά. Δύο G ισοδυναμούν με το διπλάσιο του βάρους του αντικειμένου, το ένα τέταρτο G ισούται με το ένα τέταρτο του βάρους του και ούτω καθεξής.
Θέματα κατεύθυνσης
Η δύναμη είναι μια διανυσματική ποσότητα, που σημαίνει ότι έχει ένα κατευθυντικό στοιχείο. Η βαρύτητα της Γης ενεργεί πάντα για να τραβάει αντικείμενα προς το κέντρο του πλανήτη και την επιφάνεια της Γης ασκεί ίση δύναμη προς την αντίθετη κατεύθυνση για να αποτρέψει την πτώση όλων των επιφανειών στην κέντρο. Οι φυσικοί το αποκαλούν φυσιολογική δύναμη και δημιουργεί την αίσθηση του βάρους. Κάθε σώμα στην επιφάνεια της γης έχει φυσιολογική δύναμη 1 G.
Ένας αστροναύτης που επιταχύνεται στο διάστημα βιώνει μια επιπλέον φυσιολογική δύναμη που δημιουργείται από το πάτωμα του πυραυλικού πλοίου, το οποίο αυξάνει την αίσθηση του βάρους. Κατά τον υπολογισμό της ανοδικής δύναμης G, πρέπει να προσθέσετε 1 G στην ώθηση που δημιουργείται από το σκάφος στο οποίο βρίσκεστε επειδή, όταν το σκάφος είναι σε ηρεμία, εξακολουθείτε να αντιμετωπίζετε μια κανονική δύναμη 1 G.
Ένας πιλότος σε ένα αεριωθούμενο αεροπλάνο που επιταχύνεται, όχι μόνο πέφτει, προς το έδαφος θα αισθανόταν μια δύναμη προς την αντίθετη κατεύθυνση από αυτήν που ασκείται από την επιφάνεια της γης. Αυτή η δύναμη θα ακυρώσει την κανονική δύναμη που δημιουργείται από το δάπεδο του σκάφους μόνο εάν η επιτάχυνση είναι μεγαλύτερη από g. Πρέπει να αφαιρέσετε 1 G από τη συνολική δύναμη G που δημιουργείται από ένα σκάφος που επιταχύνει προς το έδαφος.