g – Force

Siła fizyczna równa jednej jednostce grawitacji, która jest zwielokrotniona podczas gwałtownych zmian kierunku lub prędkości. Kierowcy doświadczają poważnych sił g podczas pokonywania zakrętów, przyspieszania i hamowania.
Siła g to miara przyspieszenia obiektu wyrażona w g-s. Jest ona proporcjonalna do siły reakcji, której obiekt doświadcza w wyniku tego przyspieszenia lub, bardziej poprawnie, w wyniku efektu netto tego przyspieszenia i przyspieszenia nadanego przez naturalną grawitację. iła g nie jest absolutną miarą siły, a termin ten jest uważany przez niektórych za błędne określenie.
G jest jednostką nie-SI równą nominalnemu przyspieszeniu grawitacyjnemu na Ziemi na poziomie morza (standardowa grawitacja), które jest zdefiniowane jako 9,80665 m/s2 (32,174 ft/s2). Symbol g jest poprawnie zapisany zarówno małymi literami, jak i kursywą, aby odróżnić go od symbolu G, stałej grawitacyjnej i g, symbolu grama, jednostki masy, która nie jest kursywą.

Analiza sił g jest ważna w wielu dziedzinach nauki i inżynierii, zwłaszcza w nauce o planetach, astrofizyce, nauce o rakietach i inżynierii różnych maszyn, takich jak myśliwce, samochody wyścigowe i duże silniki.
Człowiek może tolerować zlokalizowane siły g w 100s g na ułamek sekundy, takie twarde uderzenie w twarz może nakładać setki g lokalnie, ale nie produkować żadnych rzeczywistych szkód. Jednak utrzymująca się siła g powyżej około 16 g przez minutę może być śmiertelna lub prowadzić do trwałych uszkodzeń ciała.

Istnieją jednak znaczne różnice między osobami, jeśli chodzi o tolerancję siły g. Kierowcy samochodów wyścigowych przeżyli natychmiastowe przyspieszenia do 214 g podczas wypadków.
Do pewnego stopnia tolerancję na siłę g można wyćwiczyć, istnieje również znaczne zróżnicowanie wrodzonych zdolności u poszczególnych osób. Ponadto niektóre choroby, w szczególności problemy sercowo-naczyniowe, zmniejszają g-tolerancję. W eksperymentach z saniami rakietowymi, których celem było zbadanie wpływu dużego przyspieszenia na organizm ludzki, pułkownik John Stapp w 1954 roku doświadczył przyspieszenia 46,2 g przez kilka sekund.

Zwykle przyspieszenia powyżej 100 g, nawet chwilowe, są śmiertelne.
W życiu codziennym ludzie doświadczają sił g silniejszych niż 1 g. Typowy kaszel wywołuje chwilową siłę g o wartości 3,5 g, podczas gdy kichnięcie powoduje przyspieszenie o około 2 g. Kolejki górskie są zwykle projektowane tak, by nie przekraczać 3 g, choć kilka godnych uwagi wyjątków wytwarza nawet 6,7 g. Na przykład, na kolejce górskiej wysokie dodatnie g jest odczuwane, gdy trasa wagonu zakręca w górę, gdzie pasażerowie czują się tak, jakby ważyli więcej niż zwykle. Jest to odwrotne, gdy ścieżka wagonu zakrzywia się w dół, a niższe niż normalne g jest odczuwalne, powodując uczucie lekkości, a nawet nieważkości.

Niewielkie wzrosty siły g są odczuwane w każdej poruszającej się maszynie, takiej jak samochody, pociągi, samoloty i windy. Astronauci na orbicie doświadczają siły 0 g, zwanej nieważkością.

Zależność między siłą i przyspieszeniem wynika z drugiego prawa Newtona,

F = ma
gdzie: F to siła, m to masa, a to przyspieszenie

Z równania tego wynika, że im większa masa obiektu, tym większej siły doznaje on przy tym samym przyspieszeniu. Oznacza to, że obiekty o różnych masach doświadczające numerycznie identycznych „sił g” będą w rzeczywistości podlegać siłom o całkiem różnej wielkości. Z tego powodu, g-force nie może być uznane za pomiar siły w wartościach bezwzględnych.

g-force różni się na różnych planetach lub ciał niebieskich. Gdy obiekt ma większą masę, wytwarza większe pole grawitacyjne, co skutkuje większymi siłami g. Siła g na Księżycu wynosi około 1/6 g, na Marsie około 1/3 g. Na marsjańskim satelicie Deimos, o średnicy zaledwie 13 km, siła g wynosi około 4 dziesięciotysięcznych części g. Dla porównania, na powierzchni Jowisza siła g wynosi około 2,5 g. Jest ona mniejsza niż się wydaje, ponieważ mała gęstość Jowisza powoduje, że jego powierzchnia znajduje się bardzo daleko od głównej koncentracji masy w jądrze. Na powierzchni gwiazdy neutronowej, zdegenerowanej gwiazdy o gęstości podobnej do gęstości jądra atomowego, grawitacja powierzchniowa wynosi od 2×1011 do 3×1012 g.

W przemyśle lotniczym i kosmicznym g jest wygodną jednostką do określania maksymalnego współczynnika obciążenia, który samoloty i statki kosmiczne muszą wytrzymać. Lekkie samoloty używane do szkolenia pilotów (kategoria użytkowa) muszą być zdolne do wytrzymania obciążenia 4,4 g (43 m/s2, 141,5 ft/s2) z wciągniętym podwoziem. Samoloty pasażerskie i inne transportowe statki powietrzne muszą być zdolne do wytrzymania obciążenia 2,5g. Samoloty wojskowe i piloci (szczególnie piloci myśliwców) w kombinezonach g-suit mogą wytrzymać ponad 9g.

Bardzo krótkotrwałe przyspieszenia, mierzone w milisekundach, są zwykle określane jako wstrząsy i są często mierzone w g. Wstrząs, który musi wytrzymać urządzenie lub komponent może być określony w g. Na przykład, mechaniczne zegarki na rękę mogą wytrzymać 7 g, przekaźniki w przemyśle lotniczym mogą wytrzymać 50 g, a jednostki GPS/IMU dla wojskowych pocisków artyleryjskich muszą wytrzymać 15,500 g, aby przetrwać przyspieszenie podczas wystrzału.

W przemyśle motoryzacyjnym g jest głównie używane w odniesieniu do sił zakrętu i analizy uderzenia.

Jeff Gordon, kierowca Sprint Cup NASCAR, doświadczył trzeciego co do wielkości zderzenia g-force zarejestrowanego przez NASCAR podczas wyścigu Pennsylvania 500 2006 na Pocono Raceway, mierząc bezprecedensową siłę 64 g. Gordon stwierdził, że w tamtym czasie było to najcięższe uderzenie, jakie kiedykolwiek przyjął w samochodzie.

Kierowca Indian Car Kenny Bräck rozbił się na 188 okrążeniu wyścigu 2003 na Texas Motor Speedway. Bräck i Tomas Scheckter zetknęli się kołami, wysyłając Bräcka w powietrze z prędkością ponad 200 mil na godzinę, uderzając w stalową belkę podtrzymującą ogrodzenie. Według strony internetowej Bräck’a jego samochód zarejestrował 214 g.

Kierowcy Formuły 1 zazwyczaj doświadczają 5 g podczas hamowania, 2 g podczas przyspieszania i 4 do 6 g podczas pokonywania zakrętów. Każdy bolid Formuły 1 ma zainstalowane urządzenie ADR (Accident Data Recorder), które rejestruje prędkość i siłę g. Według FIA, Robert Kubica z BMW Sauber doświadczył 75 g podczas wypadku podczas Grand Prix Kanady w 2007 r.

Kierowca wyścigowy Formuły 1 David Purley przeżył szacunkowo 179,8 g w 1977 r., gdy wyhamował z prędkości 173 km/h (108 mph) do zatrzymania się na dystansie 66 cm (26 cali) po tym, jak jego przepustnica utknęła szeroko otwarta i uderzył w ścianę.

Powrót na górę strony

Przypomnij sobie, że nie możesz tego zrobić.