เนื้อหา
คุณมักจะได้ยินคำว่า G-force ที่ใช้ในการเปิดตัวนักบินอวกาศสู่อวกาศ ยกตัวอย่างเช่นนักบินอวกาศที่มีกำลังสิบ Gs กำลังประสบกับแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 10 เท่า ในการแปลงจากแรงใน Gs เป็นแรงใน Newtons คุณต้องมีข้อมูลสำคัญสองชิ้น อย่างแรกคือการเร่งความเร็วเนื่องจากแรงโน้มถ่วงในระบบ MKS (เมตรกิโลกรัม) ที่สองเนื่องจากนิวตันเป็นหน่วยแรงในระบบนั้น หมายเลขนี้คือ 9.8 เมตร / วินาที2. ประการที่สองคือมวลของบุคคล (หรือวัตถุ) ประสบกับความเร่งเป็นกิโลกรัม สิ่งนี้จะทำให้จุดสำคัญ: วัตถุต่าง ๆ (หรือคน) สัมผัสกับ G-force ที่แตกต่างกัน
คำนวณหนึ่งกรัม
การอภิปรายเกี่ยวกับ G-force ในประเด็นที่ความแตกต่างระหว่างน้ำหนักและมวลกลายเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่ง มวลของร่างกายคือความต้านทานเฉื่อยต่อการเปลี่ยนแปลงสถานะการเคลื่อนที่ มันวัดเป็นกิโลกรัมในระบบ SI ในทางตรงกันข้ามน้ำหนักนั้นเป็นแรงที่กระทำต่อร่างกายโดยสนามแรงโน้มถ่วงของโลก กฎข้อที่สองของนิวตันบอกคุณว่าแรง (F) เท่ากับมวล (m) คูณความเร่ง (a)
F = ma
ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงบนโลกมักใช้ตัวพิมพ์เล็ก g สิ่งนี้ทำให้หนึ่ง G ซึ่งเป็นแรงที่กระทำโดยแรงโน้มถ่วงบนร่างกายใด ๆ ในสนามแรงโน้มถ่วงของโลกเท่ากับมวลของร่างกาย (m) คูณกับความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง
1 G = mg
สิ่งนี้จะเกิดขึ้นกับน้ำหนักของร่างกายด้วย ในระบบ MKS น้ำหนักจะถูกวัดในหน่วยของนิวตันโดยที่ 1 นิวตัน = 1 กิโลกรัม -m / s2. เมื่อคุณวัดมวลของร่างกายเป็นกิโลกรัมและคำนวณน้ำหนักของมันในนิวตันโดยใช้ค่า 9.8 m / s2 สำหรับ g คุณสามารถแปลงเป็น Gs และกลับมาใหม่ได้อย่างง่ายดาย Gs สองตัวมีน้ำหนักสองเท่าของวัตถุหนึ่งในสี่ส่วน G เท่ากับหนึ่งในสี่ของน้ำหนักและอื่น ๆ
เรื่องทิศทาง
Force เป็นปริมาณเวกเตอร์ซึ่งหมายความว่ามันมีองค์ประกอบที่เป็นทิศทาง แรงดึงดูดของโลกมักจะทำหน้าที่ดึงวัตถุเข้าหาศูนย์กลางของโลกและพื้นผิวโลกจะออกแรงแรงเท่ากันในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อป้องกันไม่ให้ทุกสิ่งบนพื้นผิวตกลงมาที่ใจกลาง นักฟิสิกส์เรียกสิ่งนี้ว่าแรงปกติและสร้างความรู้สึกถึงน้ำหนัก ร่างกายทุกคนบนพื้นผิวโลกมีแรงปกติ 1 กรัม
นักบินอวกาศที่เร่งเข้าสู่อวกาศจะได้รับแรงเพิ่มตามปกติที่เกิดขึ้นจากพื้นของเรือจรวดซึ่งเพิ่มความรู้สึกถึงน้ำหนัก เมื่อคำนวณ G-force ขึ้นคุณต้องเพิ่ม 1 G ลงไปในแรงขับที่สร้างโดยยานที่คุณอยู่เพราะเมื่อยานอยู่นิ่งคุณยังคงได้รับแรงปกติ 1 กรัม
นักบินในเครื่องบินเจ็ทที่กำลังเร่งความเร็วไม่เพียงตกสู่พื้นจะรู้สึกถึงแรงในทิศทางตรงกันข้ามกับพื้นผิวโลก แรงนี้จะยกเลิกแรงปกติที่เกิดจากพื้นของยานถ้าความเร่งมากกว่า g คุณต้องลบ 1 G จากการสร้างแรงทั้งหมดโดยยานที่เร่งไปยังพื้น