Často počujete slovo G-force použité v súvislosti s vypúšťaním kozmonautov do vesmíru. Napríklad astronaut, ktorý zažíva silu desať Gs, zažíva silu rovnajúcu sa 10-násobku gravitačnej sily. Ak chcete previesť zo sily v G na silu v Newtonoch, potrebujete dve rozhodujúce informácie. Prvým je zrýchlenie spôsobené gravitáciou v systéme MKS (meter, kilogram, druhý), pretože Newtony sú jednotkami sily v tomto systéme. Toto číslo je 9,8 metra za sekundu2. Druhou je hmotnosť osoby (alebo objektu), ktorá zažíva zrýchlenie, v kilogramoch. Toto obchádza dôležitý bod: Rôzne objekty (alebo ľudia) zažívajú rôzne G-sily.
Výpočet jedného G
Diskusia o sile G, v ktorej sa rozdiel medzi hmotnosťou a hmotnosťou stáva obzvlášť dôležitým. Hmotnosťou telesa je jeho zotrvačný odpor voči zmene jeho pohybového stavu. Meria sa v kilogramoch v systéme SI. Váha je na druhej strane sila vyvíjaná na toto telo gravitačným poľom Zeme. Newtonov druhý zákon vám hovorí, že sila (F) sa rovná hmotnosti (m) krát zrýchlenie (a)
F = ma
Gravitačné zrýchlenie na Zemi sa zvyčajne označuje malým písmenom g. Toto robí jedno G, čo je sila pôsobiaca gravitáciou na akékoľvek teleso v gravitačnom poli Zeme, ktorá sa rovná hmotnosti telesa (m) násobku gravitačného zrýchlenia.
1G = mg
To sa tiež stáva, že je to váha tela. V systéme MKS sa hmotnosť meria v Newtonoch, kde 1 Newton = 1 kg-m / s2. Keď ste zmerali hmotnosť tela v kilogramoch a vypočítali jeho hmotnosť v Newtonoch pomocou hodnoty 9,8 m / s2 pre g môžete ľahko prevádzať na Gs a späť. Dve G sa rovnajú dvojnásobku hmotnosti objektu, štvrtina G sa rovná jednej štvrtine jeho hmotnosti a podobne.
Veci smeru
Sila je vektorová veličina, čo znamená, že má smerovú zložku. Gravitácia Zeme vždy ťahá objekty smerom do stredu planéty a na povrch Zeme vyvíja rovnakú silu v opačnom smere, aby zabránil pádu všetkého na povrchu centrum. Fyzici to nazývajú normálnou silou a vytvára pocit hmotnosti. Každé teleso na zemskom povrchu zažíva normálnu silu 1 G.
Astronaut akcelerujúci do vesmíru zažíva ďalšiu normálnu silu generovanú podlahou raketovej lode, čo zvyšuje pocit hmotnosti. Pri výpočte sily G smerom nahor musíte pridať 1 G k ťahu generovanému plavidlom, v ktorom sa nachádzate, pretože aj keď je plavidlo v pokoji, stále zažívate normálnu silu 1 G.
Pilot v tryske, ktorá sa zrýchľuje, nielen klesá, smerom k zemi, by pocítila silu v opačnom smere ako je sila vyvíjaná povrchom Zeme. Táto sila by zrušila normálnu silu generovanú podlahou plavidla, iba ak je zrýchlenie väčšie ako g. Musíte odpočítať 1 G od celkovej sily G generovanej plavidlom akcelerujúcim smerom k zemi.