Innhold
Du hører ofte ordet G-kraft som brukes i astronautene som blir lansert ut i verdensrommet. En astronaut som opplever en styrke på ti Gs, opplever for eksempel en styrke lik 10 ganger tyngdekraften. For å konvertere fra makt i Gs til å tvinge i Newtons, trenger du to viktige opplysninger. Den første er akselerasjonen på grunn av tyngdekraften i MKS (meter, kilogram, sekund) systemet, siden Newton er kraftenhetene i det systemet. Dette tallet er 9,8 meter / sekund2. Det andre er massen til personen (eller objektet) som opplever akselerasjonen, i kilogram. Dette unngår et viktig poeng: Ulike gjenstander (eller mennesker) opplever forskjellige G-krefter.
Beregning av en G
En diskusjon om G-kraft der en er forskjellen mellom vekt og masse blir spesielt viktig. Massen til et legeme er dens treghetsmotstand mot en endring av bevegelsestilstanden. Det er målt i kilo i SI-systemet. Vekt er derimot kraften som utøves på kroppen av jordens gravitasjonsfelt. Newtons Second Law forteller deg at styrke (F) er lik masse (m) ganger akselerasjon (a)
F = ma
Akselerasjonen på grunn av tyngdekraften på jorden betegnes vanligvis med en liten bokstav g. Dette gjør at en G, som er kraften som utøves av tyngdekraften på ethvert legeme i jordens gravitasjonsfelt, er lik massen til kroppen (m) ganger akselerasjonen på grunn av tyngdekraften.
1 G = mg
Dette skjer også for å være vekten av kroppen. I MKS-systemet måles vekten i Newton, der 1 Newton = 1 kg-m / s2. Når du har målt massen til et legeme i kilogram og beregnet vekten i Newton ved å bruke verdien 9,8 m / s2 for g, kan du enkelt konvertere til Gs og tilbake igjen. To G er lik to ganger vekten til objektet, en fjerdedel G tilsvarer en fjerdedel av dens vekt og så videre.
Retningssaker
Kraft er en vektormengde, noe som betyr at den har en retningsbestanddel. Jordens tyngdekraft virker alltid for å trekke objekter mot sentrum av planeten, og jordoverflaten utøver en like kraft i motsatt retning for å forhindre at alt på overflaten faller inn i sentrum. Fysikere kaller dette normalkraften, og det skaper følelsen av vekt. Hver kropp på jordoverflaten opplever en normal kraft på 1 G.
En astronaut som akselererer ut i rommet opplever en ekstra normal kraft generert av gulvet i rakettskipet, noe som gir følelsen av vekt. Når du beregner opp-G-kraft, må du legge til 1 G til skyven som genereres av fartøyet, fordi du, når fartøyet er i ro, fortsatt opplever en normal styrke på 1 G.
En pilot i en jet som akselererer, ikke bare faller, mot bakken vil føle en kraft i motsatt retning av den som utøves av jordoverflaten. Denne kraften vil avbryte normalkraften som genereres av gulvet i fartøyet bare hvis akselerasjonen er større enn g. Du må trekke fra 1 G fra den totale G-kreften som genereres av et fartøy som akselererer mot bakken.