A menudo escuchas la palabra fuerza G utilizada en el contexto de los astronautas que se lanzan al espacio. Un astronauta que experimenta una fuerza de diez G, por ejemplo, experimenta una fuerza igual a 10 veces la fuerza de la gravedad. Para convertir de fuerza en Gs a fuerza en Newtons, necesita dos datos cruciales. La primera es la aceleración debida a la gravedad en el sistema MKS (metro, kilogramo, segundo), ya que los Newtons son las unidades de fuerza en ese sistema. Este número es de 9,8 metros / segundo2. El segundo es la masa de la persona (u objeto) que experimenta la aceleración, en kilogramos. Esto obvia un punto importante: diferentes objetos (o personas) experimentan diferentes fuerzas G.
Calculando un G
Una discusión sobre la fuerza G en la que la diferencia entre peso y masa se vuelve particularmente importante. La masa de un cuerpo es su resistencia inercial a un cambio de su estado de movimiento. Se mide en kilogramos en el sistema SI. El peso, por otro lado, es la fuerza ejercida sobre ese cuerpo por el campo gravitacional de la Tierra. La segunda ley de Newton te dice que la fuerza (F) es igual a la masa (m) multiplicada por la aceleración (a)
F = ma
La aceleración debida a la gravedad en la Tierra generalmente se denota con una g minúscula. Esto hace que un G, que es la fuerza ejercida por la gravedad sobre cualquier cuerpo en el campo gravitacional de la Tierra, sea igual a la masa del cuerpo (m) multiplicada por la aceleración debida a la gravedad.
1G = mg
Esto también pasa a ser el peso del cuerpo. En el sistema MKS, el peso se mide en Newtons, donde 1 Newton = 1 kg-m / s2. Una vez que haya medido la masa de un cuerpo en kilogramos y haya calculado su peso en Newtons usando el valor 9.8 m / s2 para g, puede convertir fácilmente a Gs y viceversa. Dos G equivalen al doble del peso del objeto, un cuarto de G equivale a un cuarto de su peso y así sucesivamente.
La dirección importa
La fuerza es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene un componente direccional. La gravedad de la Tierra siempre actúa para atraer objetos hacia el centro del planeta y la superficie de la Tierra. ejerce una fuerza igual en la dirección opuesta para evitar que todo en la superficie caiga en el centrar. Los físicos llaman a esto la fuerza normal y crea la sensación de peso. Todos los cuerpos de la superficie terrestre experimentan una fuerza normal de 1 G.
Un astronauta que acelera hacia el espacio experimenta una fuerza normal adicional generada por el suelo del cohete, lo que aumenta la sensación de peso. Al calcular la fuerza G hacia arriba, debe agregar 1 G al empuje generado por la nave en la que se encuentra porque, cuando la nave está en reposo, todavía experimenta una fuerza normal de 1 G.
Un piloto en un jet que está acelerando, no solo cayendo, hacia el suelo sentiría una fuerza en la dirección opuesta a la ejercida por la superficie de la tierra. Esta fuerza cancelaría la fuerza normal generada por el piso de la nave solo si la aceleración es mayor que g. Tienes que restar 1 G de la fuerza G total generada por una nave que acelera hacia el suelo.
