Sisältö
Kuulet usein sanaa G-voima, jota käytetään astronautien laukaisussa avaruuteen. Esimerkiksi astronautti, joka kokee esimerkiksi kymmenen Gs: n voiman, kokee voiman, joka on 10-kertainen painovoiman verran. Jotta voit muuntaa Gs: n voimasta Newtonin voimaan, tarvitset kaksi tärkeää tietoa. Ensimmäinen on painovoimasta johtuva kiihtyvyys MKS-järjestelmässä (metri, kilogramma, toinen), koska Newtonit ovat järjestelmän voimakkuusyksiköitä. Tämä luku on 9,8 metriä sekunnissa2. Toinen on kiihtyvyyttä kokeneen henkilön (tai esineen) massa kilogrammoina. Tämä välttää tärkeän seikan: Eri esineet (tai ihmiset) kokevat erilaisia G-voimia.
Lasketaan yksi G
Keskustelu G-voimasta yhdessä, jossa painon ja massan välinen ero tulee erityisen tärkeäksi. Kehon massa on sen inertinen vastus liikkeen tilan muutokselle. Sen mitattu kilogrammoina SI-järjestelmässä. Paino sitä vastoin on voima, jonka maapallon gravitaatiokenttä kohdistaa siihen vartaloon. Newtonin toinen laki kertoo, että voima (F) on yhtä suuri kuin massa (m) kertaa kiihtyvyys (a)
F = ma
Maapallon painovoimasta johtuva kiihtyvyys merkitään yleensä pienillä kirjaimilla g. Tämä tekee yhdestä G, joka on painovoiman kohdistama voima mihin tahansa maapallon painovoimakentässä olevaan kehoon, yhtä suurena kuin ruumiin massa (m) kertaa painovoimasta johtuva kiihtyvyys.
1 G = mg
Tämä sattuu olemaan myös kehon paino. MKS-järjestelmässä paino mitataan newtoneina, joissa 1 newtoni = 1 kg-m / s2. Kun olet mitannut kehon massan kilogrammoina ja laskenut sen painon newtonina arvon 9,8 m / s avulla2 g: n tapauksessa voit muuntaa helposti G: ksi ja takaisin. Kaksi G: tä on yhtä suuri kuin kaksinkertainen esineen paino, neljännes G on yhtä suuri kuin neljäsosa sen painosta ja niin edelleen.
Suunta-asiat
Voima on vektorimäärä, mikä tarkoittaa, että sillä on suuntakomponentti. Maan painovoima vaikuttaa aina esineiden vetämiseen kohti planeetan keskustaa, ja Maan pinta kohdistaa samansuuruisen voiman vastakkaiseen suuntaan estääkseen kaiken pinnan putoamisen keskustaan. Fyysikot kutsuvat tätä normaaliksi voimaksi, ja se luo painon tunne. Jokaisella maapallon keholla on normaali voima 1 G.
Avaruuteen kiihtyvä astronautti kokee ylimääräisen normaalin voiman, joka syntyy rakettialuksen pohjalta, mikä lisää painoa. Laskeessasi ylöspäin suuntautuvaa G-voimaa, sinun on lisättävä 1 G käsilläsi olevan veneen tuottamaan työntövoimaan, koska veneen ollessa levossa koet silti normaalin 1 G: n voiman.
Suihkukoneessa lentävä lentäjä, joka kiihtyy, ei vain pudota, kohti maata, tunteisi voiman vastakkaiseen suuntaan kuin maan pinta. Tämä voima kumoaa veneen lattian tuottaman normaalin voiman vain, jos kiihtyvyys on suurempi kuin g. Sinun on vähennettävä 1 G kokonais G-voimasta, jonka maaperälle kiihtyvä veneen tuottaa.