перегрузка

Эта статья о концепции физики. Чтобы узнать о других значениях, см. G-Force (значения) .

«G» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. GS .

В прямом и горизонтальном полете подъемная сила ( L ) равна весу ( W ). При ровном повороте с креном на 60° подъемная сила равна удвоенному весу ( L = 2 Вт ). Пилот испытывает 2 г и удвоенный вес. Чем круче крен, тем больше перегрузки.

Этот драгстер с топовым топливом может разогнаться с нуля до 160 километров в час (99 миль в час) за 0,86 секунды. Это горизонтальное ускорение 5,3 g . Объединение этого с вертикальной перегрузкой в ​​стационарном случае с использованием теоремы Пифагора дает перегрузку г. 5,4

Перегрузка сила , или эквивалент гравитационной силы — это удельная масса (сила на единицу массы), выраженная в единицах стандартной силы тяжести (символ g или g ₀ , не путать с «g», символом граммов ). Он используется при длительных ускорениях , вызывающих ощущение веса . Например, на объект, покоящийся на поверхности Земли, действует нагрузка 1 g , что соответствует общепринятому значению ускорения свободного падения на Земле, около 9,8 м/с. ² . Более кратковременное ускорение, сопровождающееся значительными рывками , называется шоком .

Когда сила перегрузки создается поверхностью одного объекта, толкаемой поверхностью другого объекта, сила реакции на этот толчок создает равную и противоположную силу для каждой единицы массы каждого объекта. Типы задействованных сил передаются через объекты за счет внутренних механических напряжений . Гравитационное ускорение объекта является одной из причин ускорения относительно свободного падения .

Перегрузка, испытываемая объектом, обусловлена ​​векторной суммой всех гравитационных и негравитационных сил, действующих на свободу перемещения объекта. На практике, как отмечалось, это силы поверхностного контакта между объектами. Такие силы вызывают напряжения и деформации объектов, поскольку они должны передаваться от поверхности объекта. Из-за этих напряжений большие перегрузки могут быть разрушительными.

Например, сила в 1 г, действующая на объект, находящийся на поверхности Земли, вызвана механической силой, действующей в направлении вверх со стороны земли , удерживающей объект от свободного падения. Восходящая контактная сила со стороны земли гарантирует, что объект, покоящийся на поверхности Земли, ускоряется относительно состояния свободного падения. (Свободное падение — это путь, по которому будет следовать объект при свободном падении к центру Земли). Напряжения внутри объекта обеспечиваются за счет того, что силы контакта с землей передаются только из точки контакта с землей.

Объекты, которым разрешено свободное падение по инерционной траектории , под действием только гравитации, не ощущают перегрузки – состояние, известное как невесомость . Нахождение в свободном падении по инерциальной траектории в просторечии называется «нулевой перегрузкой », что является сокращением от «нулевой силы перегрузки». Условия нулевой перегрузки могут возникнуть внутри лифта, свободно падающего к центру Земли (в вакууме), или (в хорошем приближении) внутри космического корабля на околоземной орбите . Это примеры координатного ускорения (изменения скорости) без ощущения веса.

В отсутствие гравитационных полей или в направлениях, перпендикулярных им, собственное и координатное ускорения одинаковы, и любое координатное ускорение должно создаваться соответствующим ускорением перегрузки. Примером этого является ракета в свободном космосе: когда двигатели производят простые изменения скорости, эти изменения вызывают перегрузки на ракете и пассажирах.

Единица и измерение

Единица измерения ускорения в Международной системе единиц (СИ) — м/с. ² . единица g Однако, чтобы отличить ускорение относительно свободного падения от простого ускорения (скорости изменения скорости), часто используется . Один g — это сила тяжести на единицу массы, действующая на поверхность Земли, и стандартная сила тяжести (символ: g _n ), определяемая как 9,806 65   метров в секунду в квадрате , или, что эквивалентно, 9,806 65   ньютонов силы на килограмм массы. Определение единицы измерения не зависит от местоположения: перегрузка при стоянии на Луне почти точно равна 1 ⁄ 6 от того, что на Земле.Единица g не входит в число единиц СИ, в которых вместо грамма используется буква «g» . Кроме того, « g » не следует путать с « G », который является стандартным символом гравитационной постоянной . Это обозначение обычно используется в авиации, особенно в пилотажной или боевой военной авиации, для описания возросших сил, которые необходимо преодолеть пилотам, чтобы оставаться в сознании, а не g-LOC ( g -индуцированная потеря сознания).

Измерение силы перегрузки обычно осуществляется с помощью акселерометра (см. обсуждение ниже в разделе #Измерение с использованием акселерометра ). В некоторых случаях перегрузки можно измерить с помощью весов, калиброванных соответствующим образом.

Ускорение и силы

Термин «g-сила» технически неверен, поскольку он является мерой ускорения , а не силы. Хотя ускорение является векторной величиной, ускорения перегрузок («перегрузки» для краткости) часто выражаются в виде скаляра , основанного на векторной величине, при этом положительные перегрузки направлены вниз (что указывает на ускорение вверх), а отрицательные перегрузки — силы, направленные вверх. Таким образом, перегрузка — это вектор ускорения. Это ускорение, которое должно создаваться механической силой и не может быть создано простой гравитацией. Объекты, на которые действует только гравитация (или «чувствуют»), не имеют силы перегрузки и невесомы.Перегрузки, умноженные на массу, на которую они действуют, связаны с определенным типом механической силы в правильном смысле слова «сила», и эта сила создает сжимающее напряжение и растягивающее напряжение . Такие силы приводят к оперативному ощущению веса , но уравнение меняет знак из-за определения положительного веса в направлении вниз, поэтому направление силы веса противоположно направлению ускорения силы перегрузки:

Вес = масса × −g-сила

Причина знака минус заключается в том, что фактическая сила (т. е. измеренный вес) на объект, создаваемая перегрузкой, направлена ​​в направлении, противоположном знаку перегрузки, поскольку в физике вес не является силой, которая создает ускорение, а скорее равную и противоположную ему силу реакции. Если направление вверх считается положительным (обычное декартово соглашение), то положительная перегрузка (вектор ускорения, направленный вверх) создает силу/вес на любую массу, которая действует вниз (примером является ускорение ракеты с положительной перегрузкой). запуск, создающий нисходящий вес). Точно так же сила отрицательной перегрузки представляет собой вектор ускорения вниз (отрицательное направление по оси Y), и это ускорение вниз создает силу веса, направленную вверх (таким образом, вытягивая пилота вверх из сиденья и прилив крови к голове нормально ориентированного пилота).

Если сила перегрузки (ускорение) направлена ​​вертикально вверх и приложена землей (которая ускоряется в пространстве-времени) или приложена полом лифта к стоящему человеку, большая часть тела испытывает сжимающее напряжение, которое на любой высоте , умноженная на площадь, представляет собой соответствующую механическую силу, которая является произведением силы перегрузки и поддерживаемой массы (массы над уровнем поддержки, включая руки, свисающие сверху этого уровня). При этом сами руки испытывают растягивающее напряжение, которое на любой высоте, если умножить на площадь, снова представляет собой соответствующую механическую силу, которая является произведением перегрузки и массы, висящей ниже точки механической опоры. . Сила механического сопротивления распространяется от точек контакта с полом или несущей конструкцией и постепенно уменьшается до нуля на неподдерживаемых концах (верхняя часть в случае опоры снизу, например сиденье или пол, нижняя часть для висячей части). тела или предмета). Когда сжимающая сила считается отрицательной растягивающей силой, скорость изменения растягивающей силы в направлении силы перегрузки на единицу массы (изменение между частями объекта так, что срез объекта между ними имеет единичную массу) , равна силе перегрузки плюс негравитационным внешним силам, действующим на срез, если таковые имеются (считаются положительными в направлении, противоположном силе перегрузки).

Для данной перегрузки напряжения одинаковы, независимо от того, вызвана ли эта перегрузка механическим сопротивлением силе тяжести, координатным ускорением (изменением скорости), вызванным механической силой, или комбинацией этих факторов. . Следовательно, для людей все механические силы ощущаются совершенно одинаково, независимо от того, вызывают они координатное ускорение или нет. Аналогичным образом, для объектов вопрос о том, могут ли они выдержать механическую перегрузку без повреждений, одинаков для любого типа перегрузки. Например, ускорение вверх (например, увеличение скорости при подъеме или уменьшение скорости при спуске) на Земле ощущается так же, как и пребывание в неподвижном состоянии на небесном теле с более высокой поверхностной гравитацией . Гравитация, действующая сама по себе, не создает никакой перегрузки; Перегрузка создается только за счет механических толчков и тяг. Для свободного тела (того, которое может свободно перемещаться в пространстве) такие перегрузки возникают только при изменении «инерционного» пути, который является естественным эффектом гравитации или естественным эффектом инерции массы. Такая модификация может возникнуть только в результате воздействия, отличного от гравитации.

Примеры важных ситуаций, связанных с перегрузками, включают:

• Сила перегрузки, действующая на неподвижный объект, покоящийся на поверхности Земли, составляет 1 г (вверх) и возникает в результате реакции сопротивления поверхности Земли, направленной вверх, равной ускорению 1 г , и равна силе тяжести и противоположна ей. Число 1 является приблизительным и зависит от местоположения.
• Сила перегрузки, действующая на объект в любой невесомости , например, при свободном падении в вакууме, равна 0 г. среде
• Перегрузка, действующая на объект при ускорении, может значительно превышать 1 г , например, драгстер, изображенный вверху справа, может оказывать горизонтальную перегрузку 5,3 при ускорении.
• Сила перегрузки, действующая на объект при ускорении, может быть направлена ​​вниз, например, при подъеме на крутой холм на американских горках.
• Если других внешних сил, кроме гравитации, нет, то перегрузка в ракете — это тяга на единицу массы. Ее величина равна тяговооруженности , умноженной на g , и расходу дельта-v в единицу времени.
• В случае удара , например, столкновения , перегрузка может быть очень большой за короткое время.

Классический пример отрицательной перегрузки — полностью перевернутые американские горки , которые ускоряются (меняют скорость) по направлению к земле. В этом случае катающиеся на американских горках ускоряются к земле быстрее, чем их ускоряла бы сила тяжести, и, таким образом, оказываются перевернутыми на своих сиденьях. В этом случае механическая сила, действующая на сиденье, вызывает перегрузку, изменяя путь пассажира вниз способом, отличным от ускорения свободного падения. Разница в движении вниз, теперь более быстром, чем могла бы обеспечить сила тяжести, вызвана толчком сиденья и приводит к возникновению перегрузки, направленной к земле.

Все «координатные ускорения» (или их отсутствие) описываются законами движения Ньютона следующим образом:

Второй закон движения , закон ускорения, гласит, что F = ma , а это означает, что сила F, действующая на тело, равна массе m тела , умноженной на его ускорение a .

Третий закон движения , закон взаимного действия, гласит, что все силы действуют парами, и эти две силы равны по величине и противоположны по направлению. Третий закон движения Ньютона означает, что гравитация не только действует как сила, действующая вниз, скажем, на камень, который вы держите в руке, но также и то, что камень оказывает на Землю силу, равную по величине и противоположную по направлению.

Этот акробатический самолет поднимается в маневре +g; Помимо силы тяжести пилот испытывает инерционное ускорение в несколько g. Совокупные силы вертикальной оси, действующие на его тело, заставляют его на мгновение «весить» во много раз больше, чем обычно.

В самолете кресло пилота можно представить как руку, держащую камень, а пилота — как камень. При прямолинейном полете с силой 1 g на пилота действует сила тяжести. Его вес (нисходящая сила) составляет 725 ньютонов (163 фунта _силы ). В соответствии с третьим законом Ньютона самолет и сиденье под пилотом создают равную и противоположную силу, толкающую вверх с силой 725 Н. Эта механическая сила обеспечивает 1,0 g вверх собственное ускорение пилоту , даже несмотря на то, что эта скорость в направление вверх не меняется (это похоже на ситуацию человека, стоящего на земле, где земля обеспечивает эту силу и эту перегрузку).

Если бы пилот внезапно отдернул ручку управления и заставил бы свой самолет ускориться вверх со скоростью 9,8 м/с. ² , общая перегрузка, действующая на его тело, составляет 2 г , половина из которых исходит от сиденья, толкающего пилота, чтобы противостоять гравитации, а половина от сиденья, толкающего пилота, чтобы вызвать его ускорение вверх - изменение скорости, которое также является правильным ускорение, поскольку оно также отличается от траектории свободного падения. Если рассматривать его в системе отсчета самолета, то его тело теперь создает силу в 1450 Н (330 фунтов _силы ) вниз на сиденье, а сиденье одновременно толкает вверх с такой же силой в 1450 Н.

Непреодолимое ускорение за счет механических сил и, следовательно, силы перегрузки возникает всякий раз, когда кто-либо едет в транспортном средстве, поскольку оно всегда вызывает правильное ускорение и (при отсутствии гравитации) также всегда координатное ускорение (при изменении скорости). Всякий раз, когда транспортное средство меняет направление или скорость, пассажиры чувствуют боковые (из стороны в сторону) или продольные (вперед и назад) силы, создаваемые механическим толчком их сидений.

Выражение «1 г = 9,806· 65 м/с ² " означает, что за каждую прошедшую секунду скорость изменяется на 9,806 65 метров в секунду ( 35,303 94 км/ч ). Эту скорость изменения скорости можно также обозначить как 9,806 65 (метров в секунду) в секунду или 9,806 65 м/с. с ² . Например: ускорение в 1 g соответствует скорости изменения скорости примерно 35 км/ч (22 мили в час) за каждую прошедшую секунду. Следовательно, если автомобиль способен тормозить с силой 1 g и движется со скоростью 35 км/ч, он может затормозить до полной остановки за одну секунду, и водитель испытает замедление на 1 g . Автомобиль, движущийся со скоростью, в три раза превышающей эту скорость (105 км/ч (65 миль в час), может затормозить до полной остановки за три секунды.

В случае увеличения скорости от 0 до v с постоянным ускорением на расстоянии s это ускорение равно v. ² /(2 с ).

Подготовка объекта к перегрузке (неповреждению при воздействии высокой перегрузки) называется перегрузкой. Это может относиться, например, к инструментам, пистолета из выпущенным .

Человеческая толерантность

Смотрите также: Рывок (физика) § Физиологические эффекты и человеческое восприятие

Полулогарифмический график пределов толерантности человека к линейному ускорению

Допуски человека зависят от величины гравитационной силы, продолжительности времени ее применения, направления ее действия, места приложения и положения тела.

Человеческое тело гибкое и деформируемое, особенно мягкие ткани. Сильная пощечина может вызвать кратковременное локальное воздействие сотен g , но не причинит реального ущерба; Однако постоянные 16 г в минуту могут оказаться смертельными. Когда возникает вибрация , относительно низкие пиковые уровни перегрузки могут нанести серьезный вред, если они находятся на резонансной частоте органов или соединительных тканей.

В некоторой степени толерантность к перегрузке можно тренировать, кроме того, существуют значительные различия во врожденных способностях между людьми. Кроме того, некоторые заболевания, особенно сердечно- сосудистые, снижают толерантность к перегрузке.

Вертикальный

Пилоты самолетов (в частности) выдерживают перегрузки вдоль оси, совмещенной с позвоночником. Это вызывает значительные колебания кровяного давления по длине тела субъекта, что ограничивает максимальную допустимую перегрузку.

Положительная, или «восходящая» сила перегрузки направляет кровь вниз к ногам сидящего или стоящего человека (более естественно, что ступни и тело можно рассматривать как движимые восходящей силой пола и сиденья вверх вокруг крови). ). Сопротивление положительной перегрузке варьируется. Обычный человек может выдержать около 5 g ₀ (49 м/с). ² ) (это означает, что некоторые люди могут потерять сознание во время катания на американских горках с более высокой перегрузкой, которая в некоторых случаях превышает эту точку) до потери сознания , но благодаря сочетанию специальных гидрокостюмов и усилий по напряжению мышц - оба из которых действуют, чтобы заставить кровь возвращается в мозг — современные пилоты обычно могут выдержать длительную нагрузку 9 g ₀ (88 м/с). ² ) (см. Тренировка High-G ).

В частности, в самолетах вертикальные перегрузки часто бывают положительными (нагнетают кровь к ногам и от головы); это вызывает проблемы с глазами и мозгом, в частности. По мере постепенного увеличения положительной вертикальной перегрузки (например, в центрифуге ) могут возникнуть следующие симптомы:

• Серое затемнение , при котором зрение теряет оттенок, легко обратимое при выравнивании
• Туннельное зрение , при котором периферическое зрение постепенно теряется.
• Затемнение, потеря зрения при сохранении сознания, вызванная отсутствием притока крови к голове.
• G-LOC , потеря сознания, вызванная перегрузкой.
• Смерть, если перегрузки не будут быстро уменьшены

Сопротивление «отрицательной» или «нисходящей» перегрузке, гонящей кровь к голове, значительно ниже. Этот предел обычно находится в пределах от -2 до -3 g ₀ (от -20 до -29 м/с). ² ) диапазон. Это состояние иногда называют « покраснением» , когда зрение буквально краснеет. из-за втягивания в поле зрения окровавленного нижнего века. Отрицательная перегрузка обычно неприятна и может привести к повреждению. Кровеносные сосуды в глазах или мозге могут набухать или лопаться под воздействием повышенного артериального давления, что приводит к ухудшению зрения или даже слепоте.

Горизонтальный

Человеческое тело лучше выдерживает перегрузки, перпендикулярные позвоночнику. Обычно, когда ускорение направлено вперед (субъект по существу лежит на спине, что в просторечии называется «глазные яблоки внутрь»), проявляется гораздо более высокая толерантность, чем при ускорении назад (лежа на передней части, «глазные яблоки наружу»), поскольку кровеносные сосуды сетчатки кажутся более чувствительными в последнем направлении.

Ранние эксперименты показали, что нетренированные люди способны переносить различные ускорения в зависимости от времени воздействия. Оно варьировалось от 20 г ₀ в течение менее 10 секунд до 10 г ₀ в течение 1 минуты и 6 г ₀ в течение 10 минут для обоих глазных яблок внутрь и наружу. Эти силы переносились с сохранением когнитивных способностей, поскольку испытуемые могли выполнять простые физические и коммуникативные задачи. Было установлено, что испытания не причинят долгосрочного или краткосрочного вреда, хотя толерантность была весьма субъективной: только самые мотивированные непилоты были способны пройти испытания. Рекорд максимальной экспериментальной устойчивости к горизонтальной перегрузке принадлежит пионеру ускорения Джону Стаппу в серии экспериментов по замедлению ракетных саней, кульминацией которых стало испытание в конце 1954 года, в котором он разогнался чуть более чем за секунду до наземной скорости 0,9 Маха. . Он пережил пиковое ускорение «выпуклыми глазами», в 46,2 раза превышающее ускорение силы тяжести, и более 25 g ₀ за 1,1 секунды, доказав, что человеческое тело способно на это. Стапп прожил еще 45 лет и достиг 89 лет. без каких-либо побочных эффектов.

Самая высокая зарегистрированная перегрузка, испытанная выжившим человеком, была зафиксирована во время финала серии IndyCar 2003 года на трассе Texas Motor Speedway 12 октября 2003 года на Chevy 500 2003 года, когда автомобиль, которым управлял Кенни Брек, врезался колесом в колесо с Томасом. Шектера Автомобиль . Это немедленно привело к тому, что машина Брэка врезалась в ограждение, что привело к пиковому значению 214 g ₀ .

Кратковременный шок, удар и рывок

Удар и механический шок обычно используются для описания с высокой кинетической энергией кратковременного возбуждения . Ударный импульс часто измеряют по его пиковому ускорению в ɡ ₀ · с и длительности импульса. Вибрация – это периодическое колебание , которое также можно измерить как в ɡ ₀ ·с, так и в частоте. Динамика этих явлений – вот что отличает их от перегрузок, вызванных относительно долговременными ускорениями.

После свободного падения с высоты $h$ с последующим замедлением на расстоянии $d$ во время удара удар по предмету $(h/d)$· ɡ ₀ . Например, жесткий и компактный предмет, брошенный с высоты 1 м и ударившийся на расстоянии 1 мм, подвергается замедлению 1000 ɡ ₀ .

Рывок – это скорость изменения ускорения. В единицах СИ рывок выражается в м/с. ³ ; это также может быть выражено в стандартной гравитации в секунду ( ɡ ₀ / с; 1 ɡ ₀ / с ≈ 9,81 м / с ³ ).

Другие биологические реакции

, проведенные Недавние исследования экстремофилов в Японии, включали различные бактерии (включая E. coli в качестве неэкстремофильного контроля), подвергающиеся условиям чрезвычайной тяжести. Бактерии культивировали при вращении в ультрацентрифуге при высоких скоростях, соответствующих 403627 g. Paracoccus denitrificans была одной из бактерий, которая продемонстрировала не только выживание, но и устойчивый клеточный рост в условиях гиперускорения, которые обычно можно встретить только в космических средах, например, на очень массивных звездах или в ударных волнах сверхновых . Анализ показал, что небольшой размер прокариотических клеток необходим для успешного роста в условиях гипергравитации . Примечательно, что два многоклеточных вида, нематоды Panagrolaimus superbus, и Caenorhabditis elegans способны переносить дозу 400 000 × g в течение 1 часа. Исследование имеет значение для возможности панспермии .

Типичные примеры

Основная статья: Порядки величины (ускорение)

Пример	перегрузка
Роторы гироскопа в Gravity Probe B и свободно плавающие условные массы в навигационном спутнике TRIAD I.	0 г
Поездка на Рвотной комете (параболический полет)	≈ 0 г
Стоя на Мимасе , самом маленьком и наименее массивном из известных тел, округленном под действием собственной гравитации.	0,006 г
Стоя на Церере , самом маленьком и наименее массивном известном теле, которое в настоящее время находится в гидростатическом равновесии.	0,029 г
Стоя на Плутоне на среднем уровне земли	0,063 г
Стоя на Эриде на среднем уровне земли.	0,084 г
Стоя на Титане на среднем уровне земли	0,138 г
Стоя на Ганимеде на среднем уровне поверхности	0,146 г
Стоя на Луне на уровне поверхности	0,1657 г
2000 года Toyota Sienna от 0 до 100 км/ч за 9,2 с.	0,3075–0,314 г
Стоя на Меркурии на уровне моря	0,377 г
Стоя на Марсе на экваторе на среднем уровне земли.	0,378 г
Стоя на Венере на среднем уровне земли	0,905 г
Стоя на Земле на уровне моря – стандарт	1 г
Ракета Сатурн-5- Луна сразу после запуска и гравитация Нептуна , где атмосферное давление примерно равно земному.	1,14 г
Bugatti Veyron от 0 до 100 км/ч за 2,4 с.	1,55 г
«Гравитрон» Аттракцион	2,5-3 г
Гравитация Юпитера в его средних широтах и ​​атмосферное давление, близкое к земному.	2,528 г
Необузданное чихание после нюхания молотого перца	2,9 г
Спейс Шаттл , максимум во время запуска и входа в атмосферу	3 г
высокой перегрузкой Американские горки с	3,5–12 г
Сердечный приветственный шлепок по верхней части спины	4,1 г
Top Fuel в дрэг-рейсинге Мировой рекорд - 4,4 с на дистанции 1/4 мили	4,2 г
Самолеты Первой мировой войны (например: Sopwith Camel , Fokker Dr.1 , SPAD S.XIII , Nieuport 17 , Albatros D.III ) в маневрировании в воздушном бою.	4,5–7 г
Санный спорт , максимум ожидается в Центре санного спорта Уистлера	5,2 г
Автомобиль Формулы-1 , максимум при резком торможении	6,3 г
Башня Террора , стальные американские горки с самой высокой перегрузкой	6,3 г
Автомобиль Формулы-1 , пик бокового поворота	6–6,5 г
Стандартный планер , сертифицированный по высшему пилотажу.	+7/−5 г
Аполлон-16 при входе в атмосферу	7,19 г
Максимально допустимая перегрузка в Су-27 самолете	9 г
Максимально допустимая перегрузка в самолете Микояна МиГ-35 и максимально разрешенная перегрузка в развороте в Red Bull Air Race самолетах	10 г
Flip Flap Railway , деревянные американские горки с самой высокой перегрузкой	12 г
Пилот реактивного истребителя во время катапультного кресла активации	15-25 г
Гравитационное ускорение на поверхности Солнца	28 г
Максимальная перегрузка в ракетном комплексе «Тор»	30 г
Максимум для человека на санях-ракетах	46,2 г
Формулы-1 2021 года на Гран-при Великобритании Авария Макса Ферстаппена с Льюисом Хэмилтоном	51 г
Формулы-1 2020 года на Гран-при Бахрейна Ромена Грожана Авария	67 г
Спринт-ракета	100 г
Кратковременное воздействие человека выжило в результате крушения	> 100 г
IndyCar 2003 Техас, Кенни Брэка авария	214 г
Формулы-1 на Гран-при Японии Жюля Бьянки Авария 2014 года	254 г
Формула-1, Гран-при Монако 1994 года, Карл Вендлингер Крушение	≈360 г
Корональный выброс массы (Солнце)	480 г
в Формуле-1. на Гран-при Сан-Марино 1994 года Роланда Ратценбергера Авария	500 г
Космическая пушка с длиной ствола 1 км и начальной скоростью 6 км/с, предложенная Quicklaunch (при условии постоянного ускорения)	1800 г
Ударопрочность механических наручных часов	> 5000 г
Двигатель V8 Formula One , максимальное ускорение поршня	8600 г
Креветка-богомол , ускорение клешни при хищническом ударе	10 400 г
Рейтинг электроники, встроенной в боевые артиллерийские снаряды	15 500 г
Аналитическая ультрацентрифуга, вращающаяся со скоростью 60 000 об/мин, внизу аналитической ячейки (7,2 см).	300 000 г
Расчетное ускорение челюстей вида муравьев Mystrium camillae.	607 805 г
Ускорение нематоцисты : самое быстрое зарегистрированное ускорение среди всех биологических объектов.	5 410 000 г
Среднее ускорение протона в Большом адронном коллайдере	190 000 000 г
Гравитационное ускорение на поверхности типичной нейтронной звезды	2.0 × 10 11  г
Ускорение от кильватерного плазменного ускорителя	8.9 × 10 20  г

Измерение с помощью акселерометра

Супермен : Побег с американских горок Криптона на Волшебной горе Шести Флагов обеспечивает 6,5 секунды баллистической невесомости.

Акселерометр . в своей простейшей форме представляет собой демпфированную массу на конце пружины, позволяющую измерить, насколько далеко масса переместилась на пружине в определенном направлении, называемом «осью»

Акселерометры часто калибруются для измерения силы перегрузки по одной или нескольким осям. Если стационарный одноосный акселерометр ориентирован так, что его измерительная ось горизонтальна, его выходное значение будет 0 g , и оно будет продолжать равняться 0 g , если оно установлено в автомобиле, движущемся с постоянной скоростью по ровной дороге. Когда водитель нажимает на педаль тормоза или газа, акселерометр регистрирует положительное или отрицательное ускорение.

Если акселерометр повернуть на 90° так, чтобы он стал вертикальным, он будет показывать +1 g вверх, даже если он неподвижен. В этой ситуации на акселерометр действуют две силы: сила гравитации и сила реакции земли , на которой он опирается. Только последняя сила может быть измерена акселерометром из-за механического взаимодействия между акселерометром и землей. Показания представляют собой ускорение, которое имел бы прибор, если бы на него действовала исключительно эта сила.

Трехосный акселерометр будет выдавать нулевую гравитацию по всем трем осям, если его уронить или иным образом перевести на баллистическую траекторию (также известную как инерциальная траектория), так что он испытывает «свободное падение», как это делают астронавты на орбите (астронавты испытывают небольшие приливные ускорения, называемые микрогравитацией, которыми здесь пренебрегают). Некоторые аттракционы в парках развлечений могут обеспечить несколько секунд при почти нулевой гравитации. » НАСА Поездка на « рвотной комете обеспечивает почти нулевую перегрузку в течение примерно 25 секунд за раз.

См. также

• Искусственная гравитация
• Гравитация Земли
• Эвтаназия Каботажное судно
• Гравитационное ускорение
• Гравитационное взаимодействие
• Гипергравитация
• Коэффициент загрузки (аэронавтика)
• Пиковое ускорение грунта – перегрузка землетрясений
• Склонный пилот
• Связь между силой перегрузки и кажущимся весом
• Регистратор данных ударов и вибрации
• Детектор удара

Дальнейшее чтение

• Фаллер, Джеймс Э. (ноябрь – декабрь 2005 г.). «Измерение малого g: благодатная почва для науки точных измерений» . Журнал исследований Национального института стандартов и технологий . 110 (6): 559–581. дои : 10.6028/jres.110.082 . ПМЦ   4846227 . ПМИД   27308179 .

Внешние ссылки

• «Сколько G может взять флаер?» , октябрь 1944 г., Popular Science — одна из первых подробных публичных статей, объясняющих эту тему.
• Выдерживание человеческой центрифуги в Исследовательском центре Эймса НАСА в Wired
• [1]
• [2]
• [3]
• [4]
• ВОЗМОЖНОСТИ ЧЕЛОВЕКА В ПОЛОЖЕНИЯХ ЛЕЖАЖА И ЛЕЖА. АННОТИРОВАННАЯ БИБЛИОГРАФИЯ