Você costuma ouvir a palavra força G usada no contexto de astronautas sendo lançados ao espaço. Um astronauta experimentando uma força de dez Gs, por exemplo, está experimentando uma força igual a 10 vezes a força da gravidade. Para converter de força em Gs para força em Newtons, você precisa de duas informações cruciais. A primeira é a aceleração da gravidade no sistema MKS (metro, quilograma, segundo), uma vez que Newtons são as unidades de força desse sistema. Este número é 9,8 metros / segundo2. O segundo é a massa da pessoa (ou objeto) que experimenta a aceleração, em quilogramas. Isso elimina um ponto importante: objetos (ou pessoas) diferentes experimentam forças G diferentes.
Calculando um G
Uma discussão sobre a força G em um em que a diferença entre peso e massa torna-se particularmente importante. A massa de um corpo é sua resistência inercial a uma mudança em seu estado de movimento. É medido em quilogramas no sistema SI. Peso, por outro lado, é a força exercida sobre aquele corpo pelo campo gravitacional da Terra. A Segunda Lei de Newton diz que a força (F) é igual à massa (m) vezes a aceleração (a)
F = ma
A aceleração da gravidade na Terra é geralmente indicada por um g minúsculo. Isso torna um G, que é a força exercida pela gravidade em qualquer corpo no campo gravitacional da Terra, igual à massa do corpo (m) vezes a aceleração da gravidade.
1G = mg
Este também é o peso do corpo. No sistema MKS, o peso é medido em Newtons, onde 1 Newton = 1 kg-m / s2. Depois de medir a massa de um corpo em quilogramas e calcular seu peso em Newtons usando o valor 9,8 m / s2 para g, você pode facilmente converter para Gs e vice-versa. Dois Gs equivalem a duas vezes o peso do objeto, um quarto de G é igual a um quarto de seu peso e assim por diante.
A direção é importante
Força é uma grandeza vetorial, o que significa que tem um componente direcional. A gravidade da Terra sempre atua para puxar os objetos em direção ao centro do planeta, e a superfície da Terra exerce uma força igual na direção oposta para evitar que tudo na superfície caia no Centro. Os físicos chamam isso de força normal, e isso cria a sensação de peso. Cada corpo na superfície da Terra experimenta uma força normal de 1 G.
Um astronauta acelerando para o espaço experimenta uma força normal adicional gerada pelo piso da nave espacial, o que aumenta a sensação de peso. Ao calcular a força G para cima, você deve adicionar 1 G ao empuxo gerado pela nave em que está porque, quando a nave está em repouso, você ainda experimenta uma força normal de 1 G.
O piloto de um jato que está acelerando, não apenas caindo, em direção ao solo sentiria uma força na direção oposta àquela exercida pela superfície terrestre. Essa força cancelaria a força normal gerada pelo piso da nave somente se a aceleração for maior que g. Você tem que subtrair 1 G do total de força G gerada por uma nave acelerando em direção ao solo.