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Vous entendez souvent le mot G-force utilisé dans les escrocs des astronautes lancés dans l'espace. Un astronaute soumis à une force de dix G, par exemple, subit une force égale à 10 fois la force de gravité. Pour convertir force en G en force en Newton, vous avez besoin de deux informations cruciales. La première est l'accélération due à la gravité dans le système MKS (mètre, kilogramme, seconde), car les newtons sont les unités de force de ce système. Ce nombre est de 9,8 mètres / seconde2. La seconde est la masse de la personne (ou de l'objet) qui subit l'accélération, en kilogrammes. Cela évite un point important: différents objets (ou personnes) expérimentent différentes forces-G.
Calculer un g
Une discussion sur la force G dans un contexte dans lequel la différence entre poids et masse devient particulièrement importante. La masse d'un corps est sa résistance inertielle à un changement de son état de mouvement. Son mesurée en kilogrammes dans le système SI. Le poids, en revanche, est la force exercée sur ce corps par le champ de gravitation terrestre. Newtons Second Law vous dit que la force (F) est égale à la masse (m) fois l'accélération (a)
F = ma
L'accélération due à la gravité sur Terre est généralement désignée par un g minuscule. Cela rend un G, qui est la force exercée par la pesanteur sur n’importe quel corps dans le champ de gravitation terrestre, égal à la masse du corps (m) fois l’accélération due à la gravité.
1 G = mg
Cela arrive aussi à être le poids du corps. Dans le système MKS, le poids est mesuré en newtons, où 1 newton = 1 kg-m / s2. Une fois que vous avez mesuré la masse d’un corps en kilogrammes et calculé son poids en newtons avec la valeur 9,8 m / s2 pour g, vous pouvez facilement convertir en Gs et vice-versa. Deux G équivalent à deux fois le poids de l'objet, un quart G à un quart de son poids, etc.
La direction compte
La force est une quantité vectorielle, ce qui signifie qu’elle a une composante directionnelle. La gravité de la Terre agit toujours pour attirer des objets vers le centre de la planète et la surface de la Terre exerce une force égale dans la direction opposée pour empêcher tout ce qui se trouve à la surface de tomber au centre. Les physiciens appellent cela la force normale et créent la sensation de poids. Chaque corps à la surface de la terre subit une force normale de 1 G.
Un astronaute qui accélère dans l'espace subit une force normale supplémentaire générée par le plancher de la fusée, ce qui ajoute à la sensation de poids. Lors du calcul de la force ascendante, vous devez ajouter 1 G à la poussée générée par le vaisseau dans lequel vous êtes, car lorsque le vaisseau est au repos, vous ressentez toujours une force normale de 1 G.
Un pilote dans un jet qui accélère, pas seulement tombe, vers le sol ressentirait une force dans la direction opposée à celle exercée par la surface de la Terre. Cette force annulerait la force normale générée par le sol de l’engin uniquement si l’accélération est supérieure à g. Vous devez soustraire 1 G de la force G totale générée par un bateau accélérant vers le sol.