Vous entendez souvent le mot G-force utilisé dans le contexte des astronautes lancés dans l'espace. Un astronaute soumis à une force de dix G, par exemple, subit une force égale à 10 fois la force de gravité. Pour passer de la force en G à la force en Newtons, vous avez besoin de deux informations cruciales. La première est l'accélération due à la gravité dans le système MKS (mètre, kilogramme, seconde), puisque les newtons sont les unités de force dans ce système. Ce nombre est de 9,8 mètres/seconde2. La seconde est la masse de la personne (ou de l'objet) subissant l'accélération, en kilogrammes. Cela évite un point important: différents objets (ou personnes) subissent différentes forces G.
Calculer un G
Une discussion sur la force G dans laquelle la différence entre le poids et la masse devient particulièrement importante. La masse d'un corps est sa résistance inertielle à un changement de son état de mouvement. Il est mesuré en kilogrammes dans le système SI. Le poids, quant à lui, est la force exercée sur ce corps par le champ gravitationnel de la Terre. La deuxième loi de Newton vous dit que la force (F) est égale à la masse (m) multipliée par l'accélération (a)
F=ma
L'accélération due à la gravité sur Terre est généralement désignée par un g minuscule. Cela fait un G, qui est la force exercée par la gravité sur n'importe quel corps dans le champ gravitationnel de la Terre, égal à la masse du corps (m) multipliée par l'accélération due à la gravité.
1G=mg
Cela se trouve également être le poids du corps. Dans le système MKS, le poids est mesuré en Newtons, où 1 Newton = 1 kg-m/s2. Une fois que vous avez mesuré la masse d'un corps en kilogrammes et calculé son poids en Newtons en utilisant la valeur 9,8 m/s2 pour g, vous pouvez facilement convertir en Gs et vice-versa. Deux G équivalent à deux fois le poids de l'objet, un quart de G équivaut à un quart de son poids et ainsi de suite.
La direction compte
La force est une quantité vectorielle, ce qui signifie qu'elle a une composante directionnelle. La gravité terrestre agit toujours pour attirer les objets vers le centre de la planète et la surface de la Terre exerce une force égale dans la direction opposée pour empêcher tout sur la surface de tomber dans le centre. Les physiciens appellent cela la force normale, et cela crée la sensation de poids. Chaque corps à la surface de la terre subit une force normale de 1 G.
Un astronaute accélérant dans l'espace subit une force normale supplémentaire générée par le plancher de la fusée, ce qui ajoute à la sensation de poids. Lors du calcul de la force G ascendante, vous devez ajouter 1 G à la poussée générée par l'engin dans lequel vous vous trouvez car, lorsque l'engin est au repos, vous ressentez toujours une force normale de 1 G.
Un pilote dans un jet qui accélère, et pas seulement qui tombe, vers le sol ressentirait une force dans la direction opposée à celle exercée par la surface de la terre. Cette force n'annulerait la force normale générée par le plancher de l'engin que si l'accélération est supérieure à g. Vous devez soustraire 1 G de la force G totale générée par un vaisseau accélérant vers le sol.