Kalkulator przeciążenia g (g-force)

Nasz kalkulator przeciążenia g pomaga określić przeciążenie wynikające z przyspieszenia grawitacyjnego doświadczane przez poruszający się obiekt w kontekście ziemskiej grawitacji. Narzędzie najpierw określa przyspieszenie grawitacyjne, a następnie oblicza ekwiwalent przeciążenia na podstawie prędkości danego obiektu.

Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jak obliczyć przeciążenie g na podstawie prędkości obiektu.

Przeciążenie g jest siłą oddziaływająca na obiekt w odniesieniu do wartości przyspieszenia grawitacyjnego — $9,\!81 \text{ m/s}^2$. Siła oddziaływająca na dany obiekt spoczywający na powierzchni Ziemi wynosi w przybliżeniu $1 g$. Zwróć uwagę, że $g$ różni się od jednostki wagi gram ($\text{g}$).

Przeciążenie g jest wprost proporcjonalne do przyspieszenia obiektu. Pilot doświadcza siły grawitacji (przeciążenia) równej np. $8 g$ czy $-5 g$. Gdy wartość przeciążenia g jest dodatnia, krew pilota odpływa w kierunku jego stóp, prowadząc do utraty przytomności.

Ujemna wartość przeciążenia g powoduje przepływ krwi w kierunku mózgu i oczu, powodując obrzęk żył oraz zaczerwienienie pola widzenia. Tego samego przyspieszenia możemy doświadczyć podczas jazdy kolejką górską, podczas której ludzie często tracą przytomność.

Wzór na przeciążenie g prezentuje się następująco:

gdzie:

• $G$ — uniwersalna stała grawitacyjna, $6,\!674 \cdot 10^{-11} \text{ m}^{3} \text{kg}^{-1} \text{s}^{-2}$
• $M$ — masa ciała niebieskiego (np. planety Ziemia)
• $r$ — promień ciała niebieskiego

Jeśli znasz wartość przyspieszenia grawitacyjnego, możesz obliczyć przeciążenie g na podstawie prędkości. Załóżmy, że obiekt ma prędkość początkową $v_0$ i prędkość końcową $v_1$ w przedziale czasu $t$. Równanie daje wartość g:

Warto zauważyć, że $\large \frac {v_1 - v_0}{t}$ oznacza przyspieszenie obiektu.

Oszacuj przeciążenie g działającą na osobę nagle zatrzymującą w $1 \text{ s}$ swój samochód, który poruszał się z prędkością $60 \text{ km/h}$.

Aby obliczyć g:

1. Wprowadź prędkość początkową, $v_0 = 60 \text{ km/h}$, lub $16,\!67 \text{ m/s}$.

2. Wpisz prędkość końcową, $v_1 = 0 \text{ km/h}$.

3. Ustaw czas, $t = 1\text{ s}$.

4. Kalkulator zwraca wartość g za pomocą równania:

Kierowca doświadcza ujemnego przeciążenia g o wartości $-1,\!697 \ g$ podczas nagłego zatrzymania samochodu.

Jeśli podoba ci się nasze narzędzie, możesz zapoznać się z podobnymi kalkulatorami wymienionymi poniżej:

• kalkulator siły grawitacji,
• kalkulator przyspieszenia grawitacyjnego 🇺🇸.