Jūs bieži dzirdat vārdu G-spēks, ko lieto kosmonautu palaišanas kosmosā kontekstā. Piemēram, kosmonauts, kurš piedzīvo desmit Gs spēku, piedzīvo spēku, kas vienāds ar 10 reizes lielāku gravitācijas spēku. Lai pārveidotu no spēka Gs uz spēku Ņūtonos, jums ir nepieciešamas divas būtiskas informācijas daļas. Pirmais ir gravitācijas paātrinājums MKS (metrs, kilograms, otrais) sistēmā, jo ņūtoni ir spēka vienības šajā sistēmā. Šis skaitlis ir 9,8 metri / sekundē2. Otrais ir paātrinājumu piedzīvojošās personas (vai priekšmeta) masa kilogramos. Tas novērš svarīgu punktu: dažādi objekti (vai cilvēki) piedzīvo dažādus G spēkus.
Aprēķinot vienu G
Diskusija par G spēku vienā, kurā svara un masas atšķirība kļūst īpaši svarīga. Ķermeņa masa ir tā inerciālā pretestība kustības stāvokļa maiņai. To mēra kilogramos SI sistēmā. Savukārt svars ir spēks, ko uz šo ķermeni iedarbojas Zemes gravitācijas lauks. Ņūtona otrais likums jums saka, ka spēks (F) ir vienāds ar masas (m) reizinājumu ar paātrinājumu (a)
F = ma
Paātrinājumu gravitācijas dēļ uz Zemes parasti apzīmē ar mazo burtu g. Tas padara vienu G, kas ir spēks, ko gravitācija ietekmē jebkuram Zemes gravitācijas lauka ķermenim, vienāds ar ķermeņa masu (m), reizinot ar gravitācijas radīto paātrinājumu.
1G = mg
Tas notiek arī ķermeņa svars. MKS sistēmā svaru mēra ņūtonos, kur 1 ņūtons = 1 kg-m / s2. Kad esat izmērījis ķermeņa masu kilogramos un aprēķinājis tā svaru ņūtonos, izmantojot vērtību 9,8 m / s2 g, jūs varat viegli konvertēt uz Gs un atkal atgriezties. Divi G ir divreiz lielāki par objekta svaru, ceturtā daļa G ir vienāda ar ceturtdaļu tā svara un tā tālāk.
Virziens ir svarīgs
Spēks ir vektora lielums, kas nozīmē, ka tam ir virziena komponents. Zemes gravitācija vienmēr darbojas, lai objektus pievilktu planētas centra un Zemes virsmas virzienā pieliek vienādu spēku pretējā virzienā, lai novērstu visu, kas atrodas uz virsmas, iekrišanu centrā. Fiziķi to sauc par normālu spēku, un tas rada svara sajūtu. Katrs ķermenis uz zemes virsmas piedzīvo normālu 1 G spēku.
Kosmonauts, kurš paātrinās kosmosā, piedzīvo papildu normālu spēku, ko rada raķešu kuģa grīda, kas papildina svara sajūtu. Aprēķinot augšupejošo G spēku, jums jāpievieno 1 G tā kuģa vilcei, kurā atrodaties, jo, kad kuģis ir miera stāvoklī, jūs joprojām izjūtat normālu 1 G spēku.
Pilots strūklā, kas paātrinās, nevis tikai krīt, virzienā uz zemi sajustu spēku virzienā, kas ir pretējs tam, ko iedarbojas uz zemes virsmu. Šis spēks atceļ kuģa grīdas parasto spēku tikai tad, ja paātrinājums ir lielāks par g. Jums jāatņem 1 G no kopējā G spēka, ko rada kuģis, kurš paātrinās zemes virzienā.