Često čujete riječ G-sila koja se koristi u kontekstu lansiranja astronauta u svemir. Na primjer, astronaut koji doživljava silu od deset Gs, doživljava silu jednaku 10 puta težini sile. Da biste se pretvorili iz sile u Gs u silu u Newtonu, trebaju vam dvije ključne informacije. Prvo je ubrzanje zbog gravitacije u sustavu MKS (metar, kilogram, drugo), budući da su Newtonovi jedinice snage u tom sustavu. Ovaj broj iznosi 9,8 metara / sekundu2. Druga je masa osobe (ili predmeta) koja doživljava ubrzanje, u kilogramima. Ovo uklanja važnu točku: različiti objekti (ili ljudi) doživljavaju različite G-sile.
Izračunavanje jednog G
Rasprava o G-sili u onoj u kojoj razlika između težine i mase postaje posebno važna. Masa tijela njegov je inercijski otpor na promjenu stanja kretanja. Mjeri se u kilogramima u SI sustavu. S druge strane, težina je sila koja na to tijelo djeluje gravitacijskim poljem Zemlje. Newtonov drugi zakon kaže vam da je sila (F) jednaka masi (m) puta ubrzanju (a)
F = ma
Ubrzanje zbog gravitacije na Zemlji obično se označava malim slovom g. To čini jedan G, koji je sila koju gravitacija vrši na bilo koje tijelo u gravitacijskom polju Zemlje, jednak masi tijela (m) pomnoženoj s ubrzanjem uslijed gravitacije.
1G = mg
To je također težina tijela. U MKS sustavu težina se mjeri u njutnima, gdje je 1 njutn = 1 kg-m / s2. Nakon što izmjerite masu tijela u kilogramima i izračunate njegovu težinu u njutnima koristeći vrijednost 9,8 m / s2 za g, lako možete pretvoriti u G i natrag. Dva G jednaka su dvostrukoj težini predmeta, četvrtina G jednaka je četvrtini njegove težine i tako dalje.
Smjer je važan
Sila je vektorska veličina, što znači da ima usmjerenu komponentu. Zemljina gravitacija uvijek djeluje privlačeći predmete prema središtu planete i Zemljinoj površini vrši jednaku silu u suprotnom smjeru kako bi spriječio da sve na površini padne u centar. Fizičari to nazivaju normalnom silom i ona stvara osjećaj težine. Svako tijelo na zemaljskoj površini osjeća normalnu silu od 1 G.
Astronaut ubrzavajući u svemir doživljava dodatnu normalnu silu koju stvara pod raketnog broda, što dodatno povećava osjećaj težine. Pri izračunavanju G-sile prema gore, morate dodati 1 G potisku stvorenom letjelicom u kojoj se nalazite jer, kada letjelica miruje, i dalje imate normalnu silu od 1 G.
Pilot u mlazu koji ubrzava, a ne samo pada, prema zemlji, osjetio bi silu u smjeru suprotnom od onog koji djeluje na površini zemlje. Ta bi sila poništila normalnu silu koju stvara pod letala samo ako je ubrzanje veće od g. Morate oduzeti 1 G od ukupne G-sile koja nastaje letjelicom koja se ubrzava prema tlu.