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¿Qué es una G Force?

julio 1, 2021


Quizás John Burk cubrió esto lo suficientemente bien, pero casi siempre vale la pena responder una buena pregunta.

¿Por qué preocuparse por G Force?

¿Verás? Agregué algunas preguntas adicionales.

Suponga que tiene una aplicación en su teléfono que mide la aceleración. Aquí hay una captura de pantalla del iPhone. Aplicación AccelMeter.

Yo foto 1

Es una aplicación muy buena. Muestra una representación tridimensional del vector de fuerza g en tiempo real. Aquí puede ver que solo sostengo el teléfono para producir un vector con una magnitud de 1,00 g. ¿Por qué el teléfono no da el vector de aceleración en su lugar? Porque el teléfono no puede diferenciar entre el campo gravitacional y la aceleración.

Recuerde cómo funciona un acelerómetro. Yo en realidad escribí sobre esto hace mucho tiempo – pero aquí hay un video más reciente (y popular) que describe acelerómetros modernos. En el nivel básico, un acelerómetro es solo un resorte y la medición de la fuerza g se basa en la cantidad de estiramiento del resorte. Considere dos resortes que solo pueden moverse en una dimensión. El primer resorte es vertical y en reposo. El otro resorte es horizontal y se acelera.

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Para el resorte colgante vertical de la izquierda, está en equilibrio. Esto significa que para las fuerzas en la dirección vertical, lo siguiente sería cierto:

La te xi t 1

Para la mayoría de los resortes, la fuerza ejercida por el resorte es proporcional a la cantidad de estiramiento del resorte. Esto se conoce como ley de Hooke y se puede escribir como:

La te xi t 1 2

Aquí k es la constante del resorte, esencialmente una medida de la ‘rigidez’ del resorte y s es la cantidad de compresión o estiramiento del resorte desde su longitud natural. Sí, sé que muchas veces verá un signo negativo en esta ecuación para indicar que la fuerza del resorte está en la dirección opuesta a la que se estira el resorte. No incluí eso ya que solo muestro la magnitud. Pero volviendo al resorte vertical, puedo encontrar la cantidad de estiramiento del resorte si conozco la constante del resorte y la masa. Oh, gramo es el campo gravitacional. Tiene una magnitud de 9,8 Newton por kilogramo.

La te xi t 1 3

Está bien. Ahora veamos el resorte horizontal (solo he incluido las fuerzas horizontales en caso de que no pueda decirlo). Para este objeto, solo existe la fuerza del resorte sobre él. La ecuación de fuerza en la dirección x sería:

La te xi t 1 4

Y aquí está la parte genial. ¿Qué pasa si la masa se acelera con una magnitud de 9,8 m / s?2? Bueno, dado que la aceleración tiene el mismo valor que el campo gravitacional (y las mismas unidades ya que 1 N / kg = 1 m / s2), el resorte tendría el mismo tramo. En un acelerómetro, el estiramiento (o compresión) del resorte es realmente lo único que se mide. Entonces, el acelerómetro no puede diferenciar entre aceleraciones y fuerzas gravitacionales.

Tú tampoco. En resumen, esta es la razón por la que te sientes «ingrávido» en órbita. Si desea la versión más larga, aquí hay una publicación más detallada sobre el peso aparente y la ingravidez.

¿Qué es la G Force?

Primero, no es realmente una medida de fuerza. Si hay dos objetos sobre la mesa, ambos tendrán 1 g incluso si tienen masas diferentes. Las fuerzas gravitacionales serán diferentes y la fuerza de la mesa que empuja hacia arriba será diferente.

No estoy seguro de que todos estén completamente de acuerdo con la definición de fuerza g, pero me gusta esta definición.

La te xi t 1 6

Si un objeto está en reposo, entonces la fuerza neta sobre ese objeto sería cero (vector cero). Restar la fuerza gravitacional dejaría una fuerza g de 9,8 m / s2 o 1 g. Si un objeto acelera ARRIBA a 9,8 m / s2, la fuerza neta también sería un vector apuntando hacia arriba. Restar una vectorización que apunta hacia abajo (fuerza gravitacional) daría como resultado una fuerza g mayor de 2 g. Si el objeto aceleraba a 9,8 m / s2, la fuerza neta sería la misma que la fuerza gravitacional. Restarlos daría el vector cero y una fuerza g de 0 g.

Tolerancia humana a la fuerza G

Una de las mejores formas de observar el daño al cuerpo humano es considerar la aceleración. La aceleración es el asesino, bueno, por lo general. Considere este modelo de un cuerpo humano chocando con el suelo.

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