Du hör ofta ordet G-kraft som används i samband med astronauter som skjuts ut i rymden. En astronaut som upplever en kraft på tio G upplever till exempel en kraft som är lika med tio gånger tyngdkraften. För att konvertera från kraft i Gs till kraft i Newton behöver du två viktiga bitar av information. Den första är accelerationen på grund av tyngdkraften i MKS-systemet (meter, kilogram, andra), eftersom Newton är enheterna i det systemet. Detta antal är 9,8 meter / sekund2. Den andra är massan av personen (eller objektet) som upplever accelerationen, i kilogram. Detta undanröjer en viktig punkt: Olika objekt (eller människor) upplever olika G-krafter.
Beräkning av en G
En diskussion om G-kraft i vilken skillnaden mellan vikt och massa blir särskilt viktig. Massan av en kropp är dess tröghetsmotstånd mot en förändring av dess rörelsetillstånd. Det mäts i kilo i SI-systemet. Vikt, å andra sidan, är den kraft som utövas på kroppen av jordens gravitationsfält. Newtons andra lag säger att kraft (F) är lika med massa (m) gånger acceleration (a)
F = ma
Accelerationen på grund av gravitationen på jorden betecknas vanligtvis med gemener g. Detta gör att en G, som är den kraft som utövas av gravitationen på vilken kropp som helst i jordens gravitation, är lika med kroppens massa (m) gånger accelerationen på grund av gravitationen.
1G = mg
Detta råkar också vara kroppens vikt. I MKS-systemet mäts vikten i Newton, där 1 Newton = 1 kg-m / s2. När du har mätt kroppens massa i kg och beräknat dess vikt i Newton med värdet 9,8 m / s2 för g kan du enkelt konvertera till Gs och tillbaka igen. Två G är lika med dubbelt så mycket som objektets vikt, en fjärdedel G är lika med en fjärdedel av dess vikt och så vidare.
Riktningsfrågor
Kraft är en vektormängd, vilket betyder att den har en riktad komponent. Jordens gravitation verkar alltid för att dra föremål mot planetens centrum och jordens yta utövar lika kraft i motsatt riktning för att förhindra att allt på ytan faller in i Centrum. Fysiker kallar detta den normala kraften, och det skapar en känsla av vikt. Varje kropp på jordens yta upplever en normal kraft på 1 G.
En astronaut som accelererar i rymden upplever en ytterligare normal kraft som genereras av raketfartygets golv, vilket ökar känslan av vikt. När du beräknar uppåt G-kraft måste du lägga till 1 G till den dragkraft som genereras av båten du befinner dig i, eftersom du fortfarande upplever en normal kraft på 1 G.
En pilot i en jet som accelererar, inte bara faller, mot marken skulle känna en kraft i motsatt riktning mot den som utövas av jordens yta. Denna kraft skulle avbryta den normala kraften som genereras av fartygets golv endast om accelerationen är större än g. Du måste subtrahera 1 G från den totala G-kraften som genereras av ett fartyg som accelererar mot marken.