Du hører ofte ordet G-kraft brukt i sammenheng med at astronauter blir lansert i verdensrommet. En astronaut som opplever en styrke på ti G, opplever for eksempel en styrke som er lik 10 ganger tyngdekraften. For å konvertere fra styrke i Gs til styrke i Newtons, trenger du to viktige opplysninger. Den første er akselerasjonen på grunn av tyngdekraften i MKS-systemet (meter, kilogram, sekund), siden Newton er kraftenhetene i systemet. Dette tallet er 9,8 meter / sekund2. Det andre er massen til personen (eller objektet) som opplever akselerasjonen, i kilo. Dette forhindrer et viktig poeng: Ulike objekter (eller mennesker) opplever forskjellige G-krefter.
Beregning av en G
En diskusjon om G-kraft i en der forskjellen mellom vekt og masse blir spesielt viktig. Massen til et legeme er dets treghetsmotstand mot en endring av dets bevegelsestilstand. Det måles i kilo i SI-systemet. Vekt er derimot kraften som utøves på kroppen av jordens gravitasjonsfelt. Newtons andre lov forteller deg at kraft (F) er lik masse (m) ganger akselerasjon (a)
F = ma
Akselerasjonen på grunn av tyngdekraften på jorden betegnes vanligvis med små bokstaver g. Dette gjør en G, som er kraften som tyngdekraften utøver på en hvilken som helst kropp i jordens gravitasjonsfelt, lik kroppens masse (m) ganger akselerasjonen på grunn av tyngdekraften.
1G = mg
Dette er også kroppens vekt. I MKS-systemet måles vekten i Newton, hvor 1 Newton = 1 kg-m / s2. Når du har målt kroppens masse i kilogram og beregnet vekten i Newton med verdien 9,8 m / s2 for g kan du enkelt konvertere til Gs og tilbake igjen. To G er like to ganger vekten av objektet, en fjerdedel G tilsvarer en fjerdedel av vekten og så videre.
Direction Matters
Kraft er en vektormengde, som betyr at den har en retningsbestemt komponent. Jordens tyngdekraft virker alltid for å trekke gjenstander mot sentrum av planeten og jordoverflaten utøver en lik kraft i motsatt retning for å forhindre at alt på overflaten faller inn i senter. Fysikere kaller dette den normale kraften, og det skaper en følelse av vekt. Hver kropp på jordens overflate opplever en normal kraft på 1 G.
En astronaut som akselererer i verdensrommet, opplever en ekstra normal kraft som genereres av rakettskipets gulv, noe som øker følelsen av vekt. Når du beregner oppover G-kraft, må du legge til 1 G til skyvekraften som genereres av fartøyet du befinner deg i, fordi når fartøyet er i ro, opplever du fortsatt en normal kraft på 1 G.
En pilot i en stråle som akselererer, ikke bare faller, mot bakken vil føle en kraft i motsatt retning den som utøves av jordoverflaten. Denne kraften vil bare avbryte den normale kraften som genereres av fartøyets gulv hvis akselerasjonen er større enn g. Du må trekke 1 G fra den totale G-kraften som genereres av et fartøy som akselererer mot bakken.
