Вы часто слышите слово G-force, используемое в контексте запуска астронавтов в космос. Например, космонавт, испытывающий силу в десять G, испытывает силу, в 10 раз превышающую силу тяжести. Чтобы преобразовать силу в Гс в силу в Ньютонах, вам понадобятся два важных элемента информации. Первый - это ускорение свободного падения в системе MKS (метр, килограмм, секунда), поскольку ньютоны - это единицы силы в этой системе. Это число составляет 9,8 м / с.2. Второй - это масса человека (или объекта), испытывающего ускорение, в килограммах. Это устраняет важный момент: разные объекты (или люди) испытывают разные перегрузки.
Расчет одного G
Обсуждение силы тяжести в одном, в котором разница между весом и массой становится особенно важной. Масса тела - это его инерционное сопротивление изменению состояния движения. Он измеряется в килограммах в системе СИ. С другой стороны, вес - это сила, действующая на это тело со стороны гравитационного поля Земли. Второй закон Ньютона гласит, что сила (F) равна массе (м), умноженной на ускорение (а).
F = ma
Ускорение свободного падения на Земле обычно обозначается строчной буквой g. Это делает единицу G, которая представляет собой силу тяжести, действующую на любое тело в гравитационном поле Земли, равной массе тела (м), умноженной на ускорение свободного падения.
1G = мг
Это тоже вес тела. В системе MKS вес измеряется в Ньютонах, где 1 Ньютон = 1 кг-м / с.2. После того, как вы измерили массу тела в килограммах и вычислили его вес в Ньютонах, используя значение 9,8 м / с.2 для g вы можете легко преобразовать в G и обратно. Два G равны удвоенному весу объекта, четверть G равняется одной четвертой его веса и так далее.
Направление имеет значение
Сила - это векторная величина, что означает, что она имеет направленную составляющую. Гравитация Земли всегда притягивает объекты к центру планеты и поверхности Земли. оказывает равное усилие в противоположном направлении, чтобы все на поверхности не упало в центр. Физики называют это нормальной силой, и она создает ощущение веса. Каждое тело на поверхности земли испытывает нормальную силу в 1 Гс.
Космонавт, ускоряющийся в космос, испытывает дополнительную нормальную силу, создаваемую полом ракетного корабля, что усиливает ощущение веса. При расчете восходящей G-силы вы должны добавить 1 G к тяге, создаваемой летательным аппаратом, в котором вы находитесь, потому что, когда аппарат находится в состоянии покоя, вы все равно испытываете нормальную силу в 1 G.
Пилот в реактивном самолете, который ускоряется, а не просто падает на землю, почувствовал бы силу в направлении, противоположном тому, которое действует на поверхность земли. Эта сила нейтрализует нормальную силу, создаваемую полом корабля, только если ускорение больше g. Вы должны вычесть 1 G из общей силы G, создаваемой летательным аппаратом, ускоряющимся по направлению к земле.
