Innehåll
Du hör ofta ordet G-kraft som används i astronauternas bransch som släpps ut i rymden. En astronaut som upplever en kraft på tio Gs, till exempel, upplever en kraft lika med tio gånger tyngdkraften. För att konvertera från kraft i Gs till kraft i Newtons, behöver du två avgörande information. Den första är accelerationen på grund av tyngdkraften i MKS-systemet (meter, kilogram, sekund), eftersom Newton är kraftenheter i det systemet. Detta antal är 9,8 meter / sekund2. Den andra är massan hos personen (eller objektet) som upplever accelerationen, i kilogram. Detta undviker en viktig punkt: Olika föremål (eller människor) upplever olika G-krafter.
Beräkning av en G
En diskussion om G-kraft där en skillnad mellan vikt och massa blir särskilt viktig. Kroppens massa är dess tröghetsmotstånd mot en förändring av dess rörelsestillstånd. Det mäts i kilogram i SI-systemet. Vikt, å andra sidan, är den kraft som utövas på kroppen av jordens gravitationsfält. Newtons Second Law säger att kraft (F) är lika med massan (m) gånger accelerationen (a)
F = ma
Accelerationen på grund av tyngdkraften på jorden betecknas vanligtvis med en mindre g. Detta gör att en G, som är den kraft som utövas av tyngdkraften på vilken kropp som helst i jordens gravitationsfält, är lika med kroppens (m) gånger accelerationen på grund av tyngdkraften.
1 G = mg
Detta råkar också vara kroppens vikt. I MKS-systemet mäts vikten i Newton, där 1 Newton = 1 kg-m / s2. När du har uppmätt kroppens massa i kilogram och beräknat vikten i Newton med värdet 9,8 m / s2 för g kan du enkelt konvertera till Gs och tillbaka igen. Två Gs är lika dubbla som objektets vikt, en fjärdedel G är lika mycket som en fjärdedel och så vidare.
Riktning
Kraft är en vektorkvantitet, vilket betyder att den har en riktningskomponent. Jordens tyngdkraft verkar alltid för att dra föremål mot planetens centrum och jordytan utövar en lika kraft i motsatt riktning för att förhindra att allt på ytan faller in i mitten. Fysiker kallar detta den normala kraften, och det skapar känslan av vikt. Varje kropp på jordens yta upplever en normal kraft på 1 G.
En astronaut som accelererar ut i rymden upplever en extra normalkraft som genereras av raketfartygets golv, vilket bidrar till känslan av vikt. När du beräknar uppåt G-kraft måste du lägga till 1 G till den drivkraft som skapas av fartyget, eftersom du, när fartyget är i vila, 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 golvet i fartyget endast om accelerationen är större än g. Du måste dra 1 G från den totala G-kraften som genereras av ett farkost som accelererar mot marken.