fuerza g - g-force

En vuelo recto y nivelado, la elevación ( L ) es igual al peso ( W ). En un giro inclinado nivelado constante de 60 °, la elevación equivale al doble del peso ( L  = 2 W ). El piloto experimenta 2 gy un peso doble. Cuanto más empinada sea la inclinación, mayores serán las fuerzas g.

Este dragster de combustible superior puede acelerar de cero a 160 kilómetros por hora (99 mph) en 0,86 segundos. Esta es una aceleración horizontal de 5.3 g. Combinando esto con la fuerza g vertical en el caso estacionario usando el teorema de Pitágoras, se obtiene una fuerza g de 5.4 g.

La fuerza gravitacional equivalente , o, más comúnmente, fuerza g , es una medida del tipo de fuerza por unidad de masa, típicamente aceleración, que causa una percepción de peso , con una fuerza g de 1 g (no gramo en la medida de masa ) igual al valor convencional de la aceleración gravitacional en la Tierra, g , de aproximadamente9,8  m / s ² . Dado que las fuerzas g producen peso indirectamente, cualquier fuerza g puede describirse como un "peso por unidad de masa" (ver el sinónimo peso específico ). Cuando la fuerza g es producida por la superficie de un objeto empujada por la superficie de otro objeto, la fuerza de reacción a este empuje produce un peso igual y opuesto por cada unidad de masa de un objeto. Los tipos de fuerzas involucradas se transmiten a través de los objetos mediante tensiones mecánicas interiores. La aceleración gravitacional (excepto ciertas influencias de la fuerza electromagnética ) es la causa de la aceleración de un objeto en relación con la caída libre .

La fuerza g experimentada por un objeto se debe a la suma vectorial de todas las fuerzas no gravitacionales y no electromagnéticas que actúan sobre la libertad de movimiento de un objeto. En la práctica, como se señaló, se trata de fuerzas de contacto superficial entre objetos. Tales fuerzas causan tensiones y deformaciones en los objetos, ya que deben transmitirse desde la superficie de un objeto. Debido a estas tensiones, las grandes fuerzas G pueden ser destructivas.

La gravedad que actúa sola no produce una fuerza g, aunque las fuerzas g se expresan en múltiplos de la aceleración en caída libre de la gravedad estándar. Por lo tanto, la fuerza gravitacional estándar en la superficie de la Tierra produce fuerza g solo indirectamente, como resultado de la resistencia a ella por fuerzas mecánicas. Son estas fuerzas mecánicas las que realmente producen la fuerza g sobre una masa. Por ejemplo, una fuerza de 1 g sobre un objeto que se encuentra en la superficie de la Tierra es causada por la fuerza mecánica ejercida en la dirección hacia arriba por el suelo , lo que evita que el objeto entre en caída libre. La fuerza de contacto hacia arriba desde el suelo asegura que un objeto en reposo sobre la superficie de la Tierra se acelere en relación con la condición de caída libre. (La caída libre es el camino que seguiría el objeto al caer libremente hacia el centro de la Tierra). La tensión dentro del objeto está asegurada por el hecho de que las fuerzas de contacto con el suelo se transmiten solo desde el punto de contacto con el suelo.

Los objetos a los que se les permite caer libremente en una trayectoria inercial bajo la influencia de la gravitación solo no sienten fuerza g, una condición conocida como cero-g (que significa cero fuerza-g). Esto se demuestra por las condiciones de "gravedad cero" dentro de un ascensor que cae libremente hacia el centro de la Tierra (en el vacío), o (con una buena aproximación) las condiciones dentro de una nave espacial en órbita terrestre. Estos son ejemplos de aceleración coordinada (un cambio en la velocidad) sin sensación de peso. La experiencia de la ausencia de fuerza g (cero g), independientemente de cómo se produzca, es sinónimo de ingravidez .

En ausencia de campos gravitacionales, o en direcciones perpendiculares a ellos, las aceleraciones propias y coordinadas son las mismas, y cualquier aceleración coordinada debe ser producida por una aceleración de fuerza g correspondiente. Un ejemplo aquí es un cohete en el espacio libre, en el que los motores producen cambios simples en la velocidad que producen fuerzas G sobre el cohete y los pasajeros.

Unidad y medida

La unidad de medida de aceleración en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es m / s ² . Sin embargo, para distinguir la aceleración relativa a la caída libre de la aceleración simple (tasa de cambio de velocidad), a menudo se usa la unidad g (o g ). Un g es la fuerza por unidad de masa debida a la gravedad en la superficie de la Tierra y es la gravedad estándar (símbolo: g _n ), definida como9.806 65  metros por segundo al cuadrado , o equivalentemente9.806 65  newtons de fuerza por kilogramo de masa. La definición de la unidad no varía con la ubicación: la fuerza g cuando se está de pie en la Luna es casi exactamente 1 ⁄ 6 que en la Tierra.

La unidad g no es una de las unidades SI, que usa "g" para gramo . Además, "g" no debe confundirse con "G", que es el símbolo estándar de la constante gravitacional . Esta notación se usa comúnmente en la aviación, especialmente en la aviación militar acrobática o de combate, para describir el aumento de fuerzas que deben superar los pilotos para permanecer conscientes y no g-LOC ( pérdida de conciencia inducida por g ).

La medición de la fuerza g se logra típicamente usando un acelerómetro (vea la discusión a continuación en Medición usando un acelerómetro ). En ciertos casos, las fuerzas g pueden medirse utilizando escalas debidamente calibradas. Fuerza específica es otro nombre que se ha utilizado para fuerza g.

Aceleración y fuerzas

El término g- "fuerza" es técnicamente incorrecto ya que es una medida de aceleración , no de fuerza. Si bien la aceleración es una cantidad vectorial , las aceleraciones de fuerza g ("fuerzas g" para abreviar) a menudo se expresan como un escalar , con fuerzas g positivas apuntando hacia abajo (indicando aceleración hacia arriba) y fuerzas g negativas apuntando hacia arriba. Por tanto, una fuerza g es un vector de aceleración. Es una aceleración que debe producirse mediante una fuerza mecánica y no puede producirse por simple gravitación. Los objetos sobre los que se actúa sólo por la experiencia de la gravitación (o "sentir") no tienen fuerza g, y son ingrávidos.

Las fuerzas G, cuando se multiplican por una masa sobre la que actúan, están asociadas con un cierto tipo de fuerza mecánica en el sentido correcto del término "fuerza", y esta fuerza produce tensión de compresión y tensión de tracción . Tales fuerzas dan como resultado la sensación operativa de peso , pero la ecuación lleva un cambio de signo debido a la definición de peso positivo en la dirección hacia abajo, por lo que la dirección de peso-fuerza es opuesta a la dirección de aceleración de la fuerza g:

Peso = masa × −g-fuerza

La razón del signo menos es que la fuerza real (es decir, el peso medido) sobre un objeto producido por una fuerza g está en la dirección opuesta al signo de la fuerza g, ya que en física, el peso no es la fuerza que produce la aceleración, sino más bien la fuerza de reacción igual y opuesta a ella. Si la dirección hacia arriba se toma como positiva (la convención cartesiana normal), entonces la fuerza g positiva (un vector de aceleración que apunta hacia arriba) produce una fuerza / peso sobre cualquier masa, que actúa hacia abajo (un ejemplo es la aceleración g positiva de un cohete lanzamiento, produciendo peso hacia abajo). De la misma manera, una fuerza g negativa es un vector de aceleración hacia abajo (la dirección negativa en el eje y), y esta aceleración hacia abajo produce una fuerza de peso en una dirección hacia arriba (tirando así de un piloto hacia arriba fuera del asiento, y forzando sangre hacia la cabeza de un piloto normalmente orientado).

Si una fuerza g (aceleración) es verticalmente hacia arriba y es aplicada por el suelo (que está acelerando a través del espacio-tiempo) o aplicada por el piso de un ascensor a una persona de pie, la mayor parte del cuerpo experimenta estrés de compresión que a cualquier altura , si se multiplica por el área, es la fuerza mecánica relacionada, que es el producto de la fuerza g y la masa soportada (la masa por encima del nivel de soporte, incluidos los brazos que cuelgan por encima de ese nivel). Al mismo tiempo, los brazos experimentan una tensión de tracción, que a cualquier altura, si se multiplica por el área, es nuevamente la fuerza mecánica relacionada, que es el producto de la fuerza gy la masa que cuelga debajo del punto de apoyo mecánico. . La fuerza resistiva mecánica se extiende desde los puntos de contacto con el piso o la estructura de soporte, y gradualmente disminuye hacia cero en los extremos sin soporte (la parte superior en el caso de un soporte desde abajo, como un asiento o el piso, la parte inferior para una parte colgante del cuerpo u objeto). Con la fuerza de compresión contada como fuerza de tracción negativa, la tasa de cambio de la fuerza de tracción en la dirección de la fuerza g, por unidad de masa (el cambio entre las partes del objeto de manera que la rebanada del objeto entre ellas tiene una unidad de masa) , es igual a la fuerza g más las fuerzas externas no gravitacionales sobre el corte, si las hay (contadas como positivo en la dirección opuesta a la fuerza g).

Para una fuerza g dada, las tensiones son las mismas, independientemente de si esta fuerza g es causada por la resistencia mecánica a la gravedad, o por una aceleración de coordenadas (cambio en la velocidad) causada por una fuerza mecánica, o por una combinación de estas. . Por lo tanto, para las personas, todas las fuerzas mecánicas se sienten exactamente iguales, ya sea que causen aceleración coordinada o no. Del mismo modo, para los objetos, la cuestión de si pueden soportar la fuerza g mecánica sin daño es la misma para cualquier tipo de fuerza g. Por ejemplo, la aceleración hacia arriba (por ejemplo, aumento de la velocidad al subir o disminución de la velocidad al bajar) en la Tierra se siente igual que estar estacionario en un cuerpo celeste con una mayor gravedad en la superficie . La gravedad que actúa sola no produce ninguna fuerza g; La fuerza g solo se produce a partir de empujes y tirones mecánicos. Para un cuerpo libre (uno que es libre de moverse en el espacio) tales fuerzas g sólo surgen cuando se modifica la trayectoria "inercial" que es el efecto natural de la gravitación, o el efecto natural de la inercia de la masa. Tal modificación solo puede surgir de influencias distintas de la gravitación.

Ejemplos de situaciones importantes que involucran fuerzas g incluyen:

• La fuerza g que actúa sobre un objeto estacionario que descansa sobre la superficie de la Tierra es de 1 g (hacia arriba) y resulta de la reacción de resistencia de la superficie de la Tierra que se mueve hacia arriba igual a una aceleración de 1 gy es igual y opuesta a la gravedad. El número 1 es aproximado, según la ubicación.
• La fuerza g que actúa sobre un objeto en cualquier entorno ingrávido , como una caída libre en el vacío, es 0 g.
• La fuerza g que actúa sobre un objeto en aceleración puede ser mucho mayor que 1 g, por ejemplo, el dragster que se muestra en la imagen de arriba a la derecha puede ejercer una fuerza g horizontal de 5.3 cuando acelera.
• La fuerza g que actúa sobre un objeto en aceleración puede ser hacia abajo, por ejemplo, al subir una colina pronunciada en una montaña rusa.
• Si no hay otras fuerzas externas que la gravedad, la fuerza g en un cohete es el empuje por unidad de masa. Su magnitud es igual a la relación empuje-peso multiplicada por gy al consumo de delta-v por unidad de tiempo.
• En el caso de un choque , por ejemplo, una colisión , la fuerza g puede ser muy grande durante un corto período de tiempo.

Un ejemplo clásico de fuerza g negativa es una montaña rusa completamente invertida que se acelera (cambia de velocidad) hacia el suelo. En este caso, los pasajeros de la montaña rusa se aceleran hacia el suelo más rápido de lo que la gravedad los aceleraría y, por lo tanto, quedan inmovilizados boca abajo en sus asientos. En este caso, la fuerza mecánica ejercida por el asiento provoca la fuerza g al alterar la trayectoria del pasajero hacia abajo de una manera que difiere de la aceleración gravitacional. La diferencia en el movimiento hacia abajo, ahora más rápido de lo que proporcionaría la gravedad, es causada por el empuje del asiento y da como resultado una fuerza G hacia el suelo.

Todas las "aceleraciones coordinadas" (o la falta de ellas) se describen mediante las leyes del movimiento de Newton de la siguiente manera:

La Segunda Ley del Movimiento , la ley de la aceleración, establece que: F =  ma. , lo que significa que una fuerza F que actúa sobre un cuerpo es igual a la masa m del cuerpo multiplicada por su aceleración a .

La Tercera Ley del Movimiento , la ley de las acciones recíprocas establece que: todas las fuerzas ocurren en pares, y estas dos fuerzas son iguales en magnitud y opuestas en dirección. La tercera ley del movimiento de Newton significa que la gravedad no solo se comporta como una fuerza que actúa hacia abajo sobre, por ejemplo, una roca que se sostiene en la mano, sino que también ejerce una fuerza sobre la Tierra, de igual magnitud y dirección opuesta.

Este avión acrobático se está acercando en una maniobra de + g; el piloto experimenta varios g de aceleración inercial además de la fuerza de gravedad. Las fuerzas acumulativas del eje vertical que actúan sobre su cuerpo hacen que momentáneamente 'pese' muchas veces más de lo normal.

En un avión, el asiento del piloto puede considerarse como la mano que sostiene la roca, el piloto como la roca. Cuando se vuela recto y nivelado a 1 g, la fuerza de gravedad actúa sobre el piloto. Su peso (una fuerza hacia abajo) es de 725 newtons (163  lb _f ). De acuerdo con la tercera ley de Newton, el avión y el asiento debajo del piloto proporcionan una fuerza igual y opuesta que empuja hacia arriba con una fuerza de 725 N (163 lb _f ). Esta fuerza mecánica proporciona la aceleración adecuada hacia arriba de 1.0 g hacia arriba en el piloto, aunque esta velocidad en la dirección hacia arriba no cambia (esto es similar a la situación de una persona parada en el suelo, donde el suelo proporciona esta fuerza y ​​esta fuerza g).

Si el piloto tirara hacia atrás repentinamente de la palanca y hiciera que su avión acelerara hacia arriba a 9,8 m / s ² , la fuerza g total en su cuerpo es de 2 g, la mitad de la cual proviene del asiento que empuja al piloto para resistir la gravedad, y la mitad desde el asiento empujando al piloto para provocar su aceleración hacia arriba, un cambio en la velocidad que también es una aceleración adecuada porque también difiere de una trayectoria de caída libre. Considerado en el marco de referencia del avión, su cuerpo ahora genera una fuerza de 1.450 N (330 lb _f ) hacia abajo en su asiento y el asiento empuja simultáneamente hacia arriba con una fuerza igual de 1.450 N (330 lb _f ).

La aceleración sin oposición debida a fuerzas mecánicas y, en consecuencia, la fuerza g, se experimenta cada vez que alguien viaja en un vehículo porque siempre causa una aceleración adecuada y (en ausencia de gravedad) también siempre una aceleración coordinada (donde cambia la velocidad). Siempre que el vehículo cambia de dirección o de velocidad, los ocupantes sienten fuerzas laterales (de lado a lado) o longitudinales (hacia adelante y hacia atrás) producidas por el empuje mecánico de sus asientos.

La expresión "1 g =9.806 65  m / s ² " significa que por cada segundo que transcurre, la velocidad cambia9.806 65 metros por segundo (≡35,303 94  km / h ). Esta tasa de cambio en la velocidad también se puede denotar como9.806 65 (metros por segundo) por segundo, o9.806 65  m / s ² . Por ejemplo: una aceleración de 1 g equivale a una tasa de cambio en la velocidad de aproximadamente 35 kilómetros por hora (22 mph) por cada segundo que transcurre. Por lo tanto, si un automóvil es capaz de frenar a 1 gy viaja a 35 kilómetros por hora (22 mph), puede frenar hasta detenerse en un segundo y el conductor experimentará una desaceleración de 1 g. El automóvil que viaja a tres veces esta velocidad, 105 km / h (65 mph), puede frenar hasta detenerse en tres segundos.

En el caso de un aumento en la velocidad de 0 av con aceleración constante dentro de una distancia de s, esta aceleración es v ² / (2s).

La preparación de un objeto para tolerancia g (que no se dañe cuando se somete a una fuerza g alta) se denomina endurecimiento g. Esto puede aplicarse, por ejemplo, a los instrumentos de un proyectil disparado por una pistola .

Tolerancia humana

Gráfico semilogarítmico de los límites de tolerancia de los seres humanos a la aceleración lineal

Las tolerancias humanas dependen de la magnitud de la fuerza gravitacional, el tiempo que se aplica, la dirección en la que actúa, el lugar de aplicación y la postura del cuerpo.

El cuerpo humano es flexible y deformable, especialmente los tejidos más blandos. Una bofetada fuerte en la cara puede imponer brevemente cientos de g localmente pero no producir ningún daño real; una constante16  g ₀ por un minuto, sin embargo, puede ser mortal. Cuando se experimentan vibraciones , los niveles de pico g relativamente bajos pueden ser muy dañinos si se encuentran en la frecuencia de resonancia de los órganos o tejidos conectivos.

Hasta cierto punto, se puede entrenar la tolerancia g, y también existe una variación considerable en la capacidad innata entre los individuos. Además, algunas enfermedades, en particular los problemas cardiovasculares , reducen la tolerancia g.

Vertical

Los pilotos de aeronaves (en particular) mantienen fuerzas G a lo largo del eje alineado con la columna. Esto provoca una variación significativa en la presión arterial a lo largo del cuerpo del sujeto, lo que limita las fuerzas g máximas que se pueden tolerar.

La g positiva o "hacia arriba" impulsa la sangre hacia los pies de una persona sentada o de pie (más naturalmente, los pies y el cuerpo pueden verse impulsados ​​por la fuerza hacia arriba del piso y el asiento, hacia arriba alrededor de la sangre). La resistencia a g positiva varía. Una persona típica puede manejar alrededor de 5  g ₀ (49 m / s ² ) (lo que significa que algunas personas pueden desmayarse al montar en una montaña rusa de mayor gravedad, que en algunos casos excede este punto) antes de perder el conocimiento , pero a través de la combinación de especial G-trajes y esfuerzos para tensar los músculos, los cuales actúan para forzar la sangre de regreso al cerebro, los pilotos modernos típicamente pueden manejar un sostenido de 9  g ₀ (88 m / s ² ) (ver Entrenamiento de alta G ).

Particularmente en aviones, las fuerzas G verticales son a menudo positivas (fuerza la sangre hacia los pies y lejos de la cabeza); esto causa problemas en los ojos y el cerebro en particular. A medida que aumenta progresivamente la fuerza de la gravedad vertical positiva (como en una centrífuga ), se pueden experimentar los siguientes síntomas:

• Atenuación , donde la visión pierde matiz, fácilmente reversible al nivelar
• Visión de túnel , donde la visión periférica se pierde progresivamente
• Desmayo, pérdida de la visión mientras se mantiene la conciencia, causada por la falta de flujo sanguíneo a la cabeza.
• G-LOC , una pérdida de conciencia inducida por la fuerza g
• Muerte, si las fuerzas g no se reducen rápidamente

La resistencia a g "negativa" o "descendente", que impulsa la sangre a la cabeza, es mucho menor. Este límite se encuentra típicamente en el rango de −2 a −3  g ₀ (−20 a −29 m / s ² ). Esta afección a veces se denomina enrojecimiento cuando la visión se enrojece en sentido figurado debido a que el párpado inferior cargado de sangre se introduce en el campo de visión. La g negativa es generalmente desagradable y puede causar daños. Los vasos sanguíneos de los ojos o el cerebro pueden hincharse o estallar bajo el aumento de la presión arterial, lo que da como resultado una vista degradada o incluso ceguera.

Horizontal

El cuerpo humano es mejor para sobrevivir a las fuerzas G que son perpendiculares a la columna. En general, cuando la aceleración es hacia adelante (el sujeto está esencialmente acostado de espaldas, coloquialmente conocido como "globos oculares adentro"), se muestra una tolerancia mucho mayor que cuando la aceleración es hacia atrás (acostado de frente, "globos oculares hacia afuera") ya que los vasos sanguíneos en la retina aparecen más sensibles en la última dirección.

Los primeros experimentos mostraron que los humanos no entrenados podían tolerar una variedad de aceleraciones dependiendo del tiempo de exposición. Esto varió desde tanto como20  g ₀ durante menos de 10 segundos, para10  g ₀ durante 1 minuto, y6  g ₀ durante 10 minutos para ambos ojos hacia adentro y hacia afuera. Estas fuerzas se soportaron con las instalaciones cognitivas intactas, ya que los sujetos pudieron realizar tareas físicas y de comunicación simples. Se determinó que las pruebas no causaban daños a corto o largo plazo, aunque la tolerancia era bastante subjetiva, y solo los no pilotos más motivados eran capaces de completar las pruebas. El pionero de la aceleración John Stapp ostenta el récord de tolerancia máxima de la fuerza g horizontal experimental , en una serie de experimentos de desaceleración del trineo de cohetes que culminaron en una prueba de finales de 1954 en la que se registró un poco más de un segundo desde una velocidad terrestre de Mach 0,9. . Sobrevivió a una aceleración máxima de "ojos abiertos" de 46,2 veces la aceleración de la gravedad, y más de25  g ₀ durante 1,1 segundos, lo que demuestra que el cuerpo humano es capaz de ello. Stapp vivió otros 45 años hasta los 89 años sin ningún efecto adverso.

La fuerza G más alta registrada por un humano que sobrevivió fue durante la final de la Serie IndyCar 2003 en Texas Motor Speedway el 12 de octubre de 2003 en el Chevy 500 2003 cuando el automóvil conducido por Kenny Bräck hizo contacto rueda con rueda con Tomas Scheckter. el coche. Esto inmediatamente resultó en que el auto de Bräck impactara la valla de captura que registraría un pico de214  g ₀ .

Choque, impacto y sacudida de corta duración

El impacto y el choque mecánico se utilizan generalmente para describir una excitación a corto plazo de alta energía cinética . Un pulso de choque se mide a menudo por su aceleración máxima en ɡ ₀ · sy la duración del pulso. La vibración es una oscilación periódica que también se puede medir en ɡ ₀ · s así como en frecuencia. La dinámica de estos fenómenos es lo que los distingue de las fuerzas g causadas por aceleraciones a relativamente más largo plazo.

Después de una caída libre desde una altura seguida de una desaceleración a lo largo de una distancia durante un impacto, el impacto sobre un objeto es ·  ɡ ₀ . Por ejemplo, un objeto rígido y compacto que se deja caer desde 1 m que impacta a una distancia de 1 mm se somete a una desaceleración de 1000 ± ₀ . ${\ Displaystyle h}$${\ Displaystyle d}$${\ Displaystyle (h / d)}$

Jerk es la tasa de cambio de aceleración. En unidades SI, la sacudida se expresa como m / s ³ ; también se puede expresar en gravedad estándar por segundo ( ɡ ₀ / s; 1 ɡ ₀ / s ≈ 9,81 m / s ³ ).

Otras respuestas biológicas

Una investigación reciente llevada a cabo sobre extremófilos en Japón involucró a una variedad de bacterias (incluida la E. coli como control no extremófilo) sometidas a condiciones de extrema gravedad. Las bacterias se cultivaron mientras se giraban en una ultracentrífuga a altas velocidades correspondientes a 403.627 g. Paracoccus denitrificans fue una de las bacterias que mostró no solo supervivencia, sino también un crecimiento celular robusto en estas condiciones de hiperacceleración, que generalmente solo se encuentran en entornos cósmicos, como en estrellas muy masivas o en las ondas de choque de las supernovas . El análisis mostró que el pequeño tamaño de las células procariotas es esencial para un crecimiento exitoso en condiciones de hipergravedad . Es notorio que dos especies multicelulares, los nematodos Panagrolaimus superbus y Caenorhabditis elegans, pudieron tolerar 400.000 x g durante 1 hora. La investigación tiene implicaciones sobre la viabilidad de la panspermia .

Ejemplos típicos

* Incluida la contribución de la resistencia a la gravedad.
† Dirigido a 40 grados desde la horizontal.

Medición con acelerómetro

La montaña rusa Superman: Escape from Krypton en Six Flags Magic Mountain proporciona 6.5 segundos de ingravidez balística.

Un acelerómetro , en su forma más simple, es una masa amortiguada en el extremo de un resorte, con alguna forma de medir qué tan lejos se ha movido la masa en el resorte en una dirección particular, llamada "eje".

Los acelerómetros a menudo se calibran para medir la fuerza g a lo largo de uno o más ejes. Si un acelerómetro estacionario de un solo eje está orientado de manera que su eje de medición sea horizontal, su salida será 0 gy continuará siendo 0 g si se monta en un automóvil que viaja a velocidad constante en una carretera nivelada. Cuando el conductor presiona el pedal del freno o del acelerador, el acelerómetro registrará una aceleración positiva o negativa.

Si el acelerómetro se gira 90 ° para que esté vertical, leerá +1 g hacia arriba aunque esté parado. En esa situación, el acelerómetro está sujeto a dos fuerzas: la fuerza gravitacional y la fuerza de reacción del suelo de la superficie sobre la que descansa. Solo esta última fuerza puede medirse con el acelerómetro, debido a la interacción mecánica entre el acelerómetro y el suelo. La lectura es la aceleración que tendría el instrumento si estuviera sujeto exclusivamente a esa fuerza.

Un acelerómetro de tres ejes producirá cero-g en los tres ejes si se deja caer o si se coloca en una trayectoria balística (también conocida como trayectoria inercial ), de modo que experimente una "caída libre", al igual que los astronautas en órbita (astronautas experimentar pequeñas aceleraciones de marea llamadas microgravedad, que se descuidan por el bien de la discusión aquí). Algunas atracciones de parques de atracciones pueden proporcionar varios segundos a casi cero g. Montar el " Cometa Vomit " de la NASA proporciona casi cero g durante unos 25 segundos a la vez.

Ver también

• Gravedad artificial
• La gravedad de la tierra
• Montaña rusa de la eutanasia
• Aceleración gravitacional
• Interacción gravitacional
• Factor de carga (aeronáutica)
• Aceleración máxima del suelo : fuerza g de los terremotos
• Relación entre la fuerza g y el peso aparente
• Registrador de datos de golpes y vibraciones
• Detector de choque

Referencias

Otras lecturas

• Faller, James E. (noviembre-diciembre de 2005). "La medición de Little g: un terreno fértil para la ciencia de la medición de precisión" . Revista de Investigación del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . 110 (6): 559–581. doi : 10.6028 / jres.110.082 . PMC  4846227 . PMID  27308179 .

enlaces externos

• "¿Cuántos Gs puede llevar un volante?" , Octubre de 1944, Ciencia popular , uno de los primeros artículos públicos detallados que explican este tema
• Soportando una centrifugadora humana en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Wired