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fuerza g

En vuelo recto y nivelado, la sustentación ( L ) es igual al peso ( W ). En un viraje nivelado y constante de 60°, la sustentación es igual al doble del peso ( L = 2W ). El ...

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En vuelo recto y nivelado, la sustentación ( L ) es igual al peso ( W ). En un viraje nivelado y constante de 60°, la sustentación es igual al doble del peso ( L  =  2W ). El piloto experimenta 2 g y el doble de peso. Cuanto mayor sea la inclinación, mayores serán las fuerzas g. 
Este dragster Top Fuel puede acelerar de cero a 160 kilómetros por hora (99 mph) en 0,86 segundos. Esto representa una aceleración horizontal de 5,3 g . Al combinar este valor con la fuerza g vertical en reposo, utilizando el teorema de Pitágoras, se obtiene una fuerza g de 5,4 g .   

La fuerza g o fuerza gravitatoria equivalente es una fuerza específica por unidad de masa ( fuerza por unidad de masa), expresada en unidades de gravedad estándar (símbolo g o g₀ , que no debe confundirse con "g", el símbolo de gramos ). Se utiliza para aceleraciones sostenidas que provocan una percepción de peso . Por ejemplo, un objeto en reposo sobre la superficie terrestre está sujeto a 1 g , que equivale al valor convencional de la aceleración gravitatoria en la Tierra, aproximadamente 9,8 m/s 2  . [ 1 ] Una aceleración más transitoria, acompañada de una sacudida significativa , se denomina choque .

Cuando la fuerza G se produce por la presión ejercida sobre la superficie de un objeto por la superficie de otro, la fuerza de reacción a este empuje genera una fuerza igual y opuesta por cada unidad de masa de cada objeto. Los tipos de fuerzas involucradas se transmiten a través de los objetos mediante tensiones mecánicas internas . La aceleración gravitatoria es una de las causas de la aceleración de un objeto en relación con la caída libre . [ 2 ] [ 3 ]

La fuerza G que experimenta un objeto se debe a la suma vectorial de todas las fuerzas gravitatorias y no gravitatorias que actúan sobre su libertad de movimiento. En la práctica, como se ha mencionado, se trata de fuerzas de contacto superficial entre objetos. Dichas fuerzas provocan tensiones y deformaciones en los objetos, ya que deben transmitirse desde su superficie. Debido a estas deformaciones, las fuerzas G elevadas pueden ser destructivas.

Por ejemplo, una fuerza de 1 g sobre un objeto que descansa sobre la superficie terrestre se debe a la fuerza mecánica ejercida hacia arriba por el suelo , lo que impide que el objeto caiga en caída libre. La fuerza de contacto ascendente del suelo garantiza que un objeto en reposo sobre la superficie terrestre esté acelerando con respecto a la condición de caída libre. (La caída libre es la trayectoria que seguiría el objeto al caer libremente hacia el centro de la Tierra). La tensión interna del objeto se garantiza gracias a que las fuerzas de contacto con el suelo se transmiten únicamente desde el punto de contacto con este. 

Los objetos que caen en caída libre en una trayectoria inercial , bajo la influencia únicamente de la gravedad, no experimentan fuerza g ; esta condición se conoce como ingravidez . Estar en caída libre en una trayectoria inercial se denomina coloquialmente " g cero ", abreviatura de "fuerza g cero". Las condiciones de fuerza g cero se darían dentro de un ascensor que cae libremente hacia el centro de la Tierra (en el vacío) o (con buena aproximación) dentro de una nave espacial en órbita terrestre . Estos son ejemplos de aceleración de coordenadas (un cambio de velocidad) sin sensación de peso. 

En ausencia de campos gravitatorios, o en direcciones perpendiculares a ellos, las aceleraciones propias y coordinadas son iguales, y cualquier aceleración coordinada debe ser producida por una aceleración de fuerza g correspondiente. Un ejemplo de esto es un cohete en el espacio libre: cuando los motores producen cambios simples en la velocidad, esos cambios generan fuerzas g sobre el cohete y los pasajeros.

Unidad y medida

La unidad de medida de la aceleración en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es m/s² . [ 4 ] Sin embargo, para distinguir la aceleración relativa a la caída libre de la aceleración simple (tasa de cambio de velocidad), se suele utilizar la unidad g . Una g es la fuerza por unidad de masa debida a la gravedad en la superficie terrestre y es la gravedad estándar (símbolo: g n ), definida como9,806 65 metros por segundo al cuadrado , [ 5 ] o equivalentemente 9,80665 newtons de fuerza por kilogramo de masa. La definición de la unidad no varía según la ubicación: la fuerza g al estar de pie en la Luna es casi exactamente 1/6 de la que se experimenta en la Tierra. La unidad g no pertenece al SI, que utiliza "g" para el gramo. Además, " g " no debe confundirse con " G ", que es el símbolo estándar de la constante gravitacional . [ 6 ] Esta notación se usa comúnmente en aviación, especialmente en aviación acrobática o militar de combate, para describir las fuerzas incrementadas que los pilotos deben superar para mantenerse conscientes y no sufrir pérdida de conciencia inducida por la gravedad ( g -LOC ). [ 7 ] 

La medición de la fuerza G se suele realizar mediante un acelerómetro (véase la explicación a continuación en la sección #Medición con un acelerómetro ). En ciertos casos, las fuerzas G pueden medirse utilizando básculas debidamente calibradas.

Aceleración y fuerzas

El término «fuerza g» es técnicamente incorrecto, ya que es una medida de aceleración , no de fuerza. Si bien la aceleración es una magnitud vectorial , las aceleraciones de la fuerza g (o «fuerza g» para abreviar) se expresan a menudo como una magnitud escalar , basada en la magnitud del vector, donde las fuerzas g positivas apuntan hacia abajo (indicando aceleración hacia arriba) y las fuerzas g negativas apuntan hacia arriba. Por lo tanto, una fuerza g es un vector de aceleración. Es una aceleración que debe ser producida por una fuerza mecánica y no puede ser producida por la simple gravedad. Los objetos sobre los que actúa únicamente la gravedad no experimentan (o «sienten») ninguna fuerza g y no tienen peso. Las fuerzas g, cuando se multiplican por una masa sobre la que actúan, se asocian 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 . Dichas fuerzas dan como resultado la sensación operativa de peso, pero la ecuación tiene un cambio de signo debido a la definición de peso positivo en la dirección hacia abajo, por lo que la dirección de la fuerza de peso es opuesta a la dirección de la aceleración de la fuerza g.

Peso = masa × fuerza g

El motivo del signo negativo es que la fuerza real (es decir, el peso medido) sobre un objeto producida por una fuerza g tiene la dirección opuesta al signo de dicha fuerza, ya que en física, el peso no es la fuerza que produce la aceleración, sino la fuerza de reacción igual y opuesta a ella. Si se considera positiva la dirección hacia arriba (la convención cartesiana habitual), entonces una 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 del lanzamiento de un cohete, que produce un 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 dirección ascendente (lo que empuja a un piloto hacia arriba fuera del asiento y fuerza la sangre hacia la cabeza de un piloto con la orientación normal).

Si una fuerza g (aceleración) se aplica verticalmente hacia arriba desde el suelo (que se acelera a través del espacio-tiempo) o desde el piso de un ascensor a una persona de pie, la mayor parte del cuerpo experimenta una tensión de compresión que, a cualquier altura, multiplicada por el área, resulta en la fuerza mecánica correspondiente, que es el producto de la fuerza g y la masa soportada (la masa por encima del nivel de apoyo, incluyendo los brazos que cuelgan desde ese nivel). Al mismo tiempo, los brazos experimentan una tensión de tracción que, a cualquier altura, multiplicada por el área, también resulta en la fuerza mecánica correspondiente, que es el producto de la fuerza g y la masa que cuelga por debajo del punto de apoyo mecánico. La fuerza de resistencia mecánica se propaga desde los puntos de contacto con el suelo o la estructura de apoyo y disminuye gradualmente hasta cero en los extremos sin apoyo (la parte superior en el caso de apoyo desde abajo, como un asiento o el suelo, y la parte inferior para una parte del cuerpo u objeto colgante). Considerando la fuerza de compresión como una 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 partes del objeto de tal manera que la porción del objeto entre ellas tenga una masa unitaria), es igual a la fuerza g más las fuerzas externas no gravitacionales sobre la porción, si las hay (consideradas positivas 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, por una aceleración de coordenadas (cambio de velocidad) causada por una fuerza mecánica, o por una combinación de ambas. Por lo tanto, para las personas, todas las fuerzas mecánicas se sienten exactamente igual, ya sea que causen aceleración de coordenadas o no. De igual modo, para los objetos, la cuestión de si pueden soportar la fuerza g mecánica sin sufrir daños es la misma para cualquier tipo de fuerza g. Por ejemplo, la aceleración ascendente (p. ej., aumento de velocidad al subir o disminución de velocidad al bajar) en la Tierra se siente igual que estar en reposo en un cuerpo celeste con una gravedad superficial mayor . La gravedad por sí sola no produce ninguna fuerza g; la fuerza g solo se produce por empujes y tirones mecánicos. Para un cuerpo libre (uno que puede moverse libremente en el espacio), dichas fuerzas g solo surgen cuando se modifica la trayectoria "inercial" que es el efecto natural de la gravedad, o el efecto natural de la inercia de la masa. Dicha modificación solo puede surgir por influencias distintas a la gravedad.

Algunos ejemplos de situaciones importantes que involucran fuerzas G son:

  • La fuerza g que actúa sobre un objeto estacionario en reposo sobre la superficie terrestre es de 1 g (hacia arriba) y resulta de la reacción de resistencia de la superficie terrestre, que ejerce una aceleración hacia arriba igual a 1 g y es igual y opuesta a la gravedad. El valor de 1 es aproximado y depende de la ubicación.  
  • La fuerza g que actúa sobre un objeto en cualquier entorno sin gravedad , como la caída libre en el vacío, es 0 g . 
  • La fuerza G que actúa sobre un objeto bajo aceleración puede ser mucho mayor que 1 g ; por ejemplo, el dragster que se muestra en la parte superior derecha puede ejercer una fuerza G horizontal de 5,3 cuando acelera. 
  • La fuerza G que actúa sobre un objeto bajo aceleración puede ser hacia abajo, por ejemplo, al coronar una pendiente pronunciada en una montaña rusa.
  • Si no existen otras fuerzas externas aparte de 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 g y al consumo de delta-v por unidad de tiempo.
  • En caso de un impacto , por ejemplo, una colisión , la fuerza G puede ser muy grande durante un breve período de tiempo.

Un ejemplo clásico de fuerza g negativa se da en una montaña rusa totalmente invertida que acelera (cambia de velocidad) hacia el suelo. En este caso, los pasajeros se aceleran hacia el suelo más rápido que la gravedad, quedando así atrapados boca abajo en sus asientos. La fuerza mecánica ejercida por el asiento provoca la fuerza g al alterar la trayectoria descendente del pasajero de forma distinta a la aceleración gravitatoria. Esta diferencia en el movimiento descendente, ahora más rápido que la gravedad, se debe al empuje del asiento y genera una fuerza g hacia el suelo.

Todas las "aceleraciones coordinadas" (o la ausencia 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 se presentan en pares, y que estas dos fuerzas son iguales en magnitud y opuestas en dirección. La tercera ley del movimiento de Newton implica que la gravedad no solo actúa como una fuerza hacia abajo sobre, por ejemplo, una roca que se sostiene en la mano, sino que además la roca ejerce una fuerza sobre la Tierra, igual en magnitud y opuesta en dirección.

Este avión acrobático está realizando una maniobra de aceleración vertical positiva; el piloto experimenta varias G de aceleración inercial, además de la fuerza de la gravedad. Las fuerzas acumuladas 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, y el piloto como la roca. Al volar en línea recta y nivelado a 1 g , el piloto está sometido a la fuerza de la gravedad. 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 ejercen una fuerza igual y opuesta que empuja hacia arriba con una fuerza de 725 N. Esta fuerza mecánica proporciona la aceleración propia de 1,0 g hacia arriba sobre el piloto, aunque esta velocidad en dirección ascendente no cambie (esto es similar a la situación de una persona de pie en el suelo, donde el suelo proporciona esta fuerza y ​​esta fuerza g).    

Si el piloto tirara repentinamente de la palanca de mando y acelerara su avión hacia arriba a 9,8  m/s² , la fuerza g total sobre su cuerpo sería de 2 g , la mitad de la cual proviene del asiento que empuja al piloto para resistir la gravedad, y la otra mitad del asiento que empuja al piloto para provocar su aceleración hacia arriba; un cambio de velocidad que también es una aceleración propia porque también difiere de una trayectoria de caída libre. Considerado en el sistema de referencia del avión, su cuerpo ahora genera una fuerza de 1450 N (330 lb f ) hacia abajo sobre su asiento, y el asiento empuja simultáneamente hacia arriba con una fuerza igual de 1450 N.    

La aceleración sin oposición debida a fuerzas mecánicas, y por consiguiente la fuerza G, se experimenta siempre que alguien viaja en un vehículo, ya que siempre produce una aceleración propia y (en ausencia de gravedad) también 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 de velocidad también se puede denotar como9,80665 ( metros por segundo) por segundo, o9,806 65  m/s² . Por ejemplo: Una aceleración de 1 g equivale a una tasa de cambio de velocidad de aproximadamente 35 km/h (22 mph) por cada segundo transcurrido. Por lo tanto, si un automóvil es capaz de frenar a 1 g y viaja a 35 km/h, puede frenar hasta detenerse en un segundo y el conductor experimentará una desaceleración de 1 g . El automóvil que viaja al triple de esta velocidad, 105 km/h (65 mph) , puede frenar hasta detenerse en tres segundos.        

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

Preparar un objeto para que tolere la fuerza G (que no se dañe al ser sometido a una fuerza G elevada) se denomina endurecimiento por fuerza G. Esto puede aplicarse, por ejemplo, a instrumentos dentro de un proyectil disparado por un arma de fuego.

Tolerancia humana

Gráfico semilogarítmico de los límites de tolerancia de los humanos a la aceleración lineal [ 8 ]

La tolerancia humana depende de la magnitud de la fuerza gravitatoria, el tiempo de aplicación, la dirección de su acción, el lugar de aplicación y la postura del cuerpo. [ 9 ] [ 10 ] : 350

El cuerpo humano es flexible y deformable, especialmente los tejidos blandos. Una bofetada fuerte en la cara puede ejercer brevemente cientos de g de forma localizada, sin causar daños reales; sin embargo, una fuerza constante de 16 g durante un minuto puede ser mortal. Cuando se experimenta vibración , niveles relativamente bajos de fuerza g máxima pueden ser muy dañinos si se encuentran en la frecuencia de resonancia de los órganos o los tejidos conectivos. 

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

Vertical

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

La fuerza g positiva, o "ascendente", impulsa la sangre hacia abajo, hacia los pies de una persona sentada o de pie (de forma más natural, se puede considerar que los pies y el cuerpo son impulsados ​​por la fuerza ascendente del suelo y el asiento, alrededor de la sangre). La resistencia a la fuerza g positiva varía. Una persona típica puede soportar alrededor de 5 g 0 (49 m/s 2 ) (lo que significa que algunas personas podrían desmayarse al subirse a una montaña rusa con mayor g, que en algunos casos supera este punto) antes de perder el conocimiento , pero mediante la combinación de trajes g especiales y esfuerzos para tensar los músculos —ambos actúan para forzar la sangre de vuelta al cerebro— los pilotos modernos suelen soportar una fuerza g sostenida de 9 g 0 (88 m/s 2 ) (véase Entrenamiento de alta G ).    

En las aeronaves, en particular, las fuerzas G verticales suelen ser positivas (empujan la sangre hacia los pies y la alejan de la cabeza); esto provoca problemas, sobre todo en los ojos y el cerebro. A medida que la fuerza G vertical positiva aumenta progresivamente (como en una centrífuga ), pueden experimentarse los siguientes síntomas:

  • Atenuación , donde la visión pierde color, fácilmente reversible al nivelar.
  • Visión de túnel , donde la visión periférica se pierde progresivamente.
  • Un desmayo, pérdida de visión con la conciencia mantenida, es causado por la falta de flujo sanguíneo a la cabeza.
  • G-LOC , una pérdida de conciencia inducida por la fuerza g [ 7 ]
  • Muerte, si las fuerzas G no se reducen rápidamente.

La resistencia a la g "negativa" o "hacia abajo", que impulsa la sangre hacia la cabeza, es mucho menor. Este límite suele estar en el rango de −2 a −3 g 0 (−20 a −29 m/s 2 ) . Esta condición a veces se denomina enrojecimiento ocular , donde la visión se enrojece literalmente [ 11 ] debido a que el párpado inferior cargado de sangre es arrastrado hacia el campo de visión. [ 12 ] La fuerza g negativa generalmente es desagradable y puede causar daño. Los vasos sanguíneos en los ojos o el cerebro pueden hincharse o romperse bajo el aumento de la presión sanguínea, lo que resulta en una visión deteriorada o incluso ceguera.  

Horizontal

El cuerpo humano soporta mejor las fuerzas G perpendiculares a la columna vertebral. En general, cuando la aceleración es hacia adelante (el sujeto está esencialmente acostado boca arriba, coloquialmente conocido como "ojos adentro"), [ 13 ] se muestra una tolerancia mucho mayor que cuando la aceleración es hacia atrás (acostado boca abajo, "ojos afuera"), ya que los vasos sanguíneos de la retina parecen ser más sensibles en esta última dirección.

Los primeros experimentos demostraron que los humanos no entrenados podían tolerar un rango de aceleraciones dependiendo del tiempo de exposición. Esto variaba desde hasta20 g 0  durante menos de 10 segundos, a10 g 0  durante 1 minuto, y6 g 0  durante 10 minutos con ambos globos oculares dentro y fuera. [ 14 ] Estas fuerzas se soportaron con las facultades cognitivas intactas, ya que los sujetos pudieron realizar tareas físicas y de comunicación simples. Se determinó que las pruebas no causaban daños a largo o corto plazo, aunque la tolerancia era bastante subjetiva, y solo los no pilotos más motivados fueron capaces de completar las pruebas. [ 15 ] El récord de tolerancia máxima experimental a la fuerza g horizontal lo ostenta el pionero de la aceleración John Stapp , en una serie de experimentos de desaceleración de trineo cohete que culminaron en una prueba a finales de 1954 en la que se registró poco más de un segundo desde una velocidad terrestre de Mach 0.9. Sobrevivió a una aceleración máxima "con los globos oculares fuera" de 46.2 veces la aceleración de la gravedad, y más25 g 0  durante 1,1 segundos, lo que demuestra que el cuerpo humano es capaz de esto. Stapp vivió otros 45 años hasta los 89 años [ 16 ] sin ningún efecto adverso. [ 17 ]

La mayor fuerza g registrada experimentada por un ser humano que sobrevivió fue durante la final de la Serie IndyCar 2003 en el Texas Motor Speedway el 12 de octubre de 2003, en la Chevy 500 de 2003 cuando el auto conducido por Kenny Bräck hizo contacto rueda con rueda con el auto de Tomas Scheckter . Esto provocó inmediatamente que el auto de Bräck impactara contra la valla de seguridad que registraría un pico de214 g 0  . [ 18 ] [ 19 ]

Choque, impacto y sacudida de corta duración.

El impacto y el choque mecánico se utilizan generalmente para describir una excitación de alta energía cinética y corta duración. Un pulso de choque se suele medir por su aceleración máxima en ɡ₀ ·s⁻¹ y su duración. La vibración es una oscilación periódica que también se puede medir en ɡ₀ · s⁻¹, así como en frecuencia. La dinámica de estos fenómenos es lo que los distingue de las fuerzas g causadas por aceleraciones de duración relativamente mayor.

Tras una caída libre desde una alturah{\displaystyle h}seguido de una desaceleración a lo largo de una distanciad{\displaystyle d}Durante un impacto, el choque sobre un objeto es(h/d){\displaystyle (h/d)}· ɡ 0 . Por ejemplo, un objeto rígido y compacto que se deja caer desde 1 m y que impacta a una distancia de 1 mm está sometido a una desaceleración de 1000 ɡ 0 .   

La sacudida es la tasa de cambio de la aceleración. En unidades del SI, la sacudida se expresa como m/s³ ; también se puede expresar en gravedad estándar por segundo ( g₀ / s; 1g₀ / s ≈ 9,81  m/s³ ) .

Otras respuestas biológicas

Una investigación reciente realizada en Japón sobre extremófilos involucró a una variedad de bacterias (incluida E.  coli como control no extremófilo) sometidas a condiciones de gravedad extrema. Las bacterias se cultivaron mientras se rotaban 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 bajo estas condiciones de hiperaceleración, que generalmente solo se encuentran en entornos cósmicos, como en estrellas muy masivas o en las ondas de choque de supernovas . El análisis mostró que el pequeño tamaño de las células procariotas es esencial para un crecimiento exitoso bajo hipergravedad . En particular, se demostró que dos especies multicelulares, los nematodos Panagrolaimus superbus [ 20 ] y Caenorhabditis elegans, pueden tolerar 400,000 × g durante 1 hora. [ 21 ] La investigación tiene implicaciones en la viabilidad de la panspermia . [ 22 ] [ 23 ] 

Diferentes ejemplos típicos

Medición mediante un 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 algún método para medir cuánto se ha desplazado la masa sobre el resorte en una dirección determinada, llamada "eje".

Los acelerómetros suelen calibrarse para medir la fuerza G a lo largo de uno o más ejes. Si un acelerómetro fijo de un solo eje se orienta de manera que su eje de medición sea horizontal, su salida será de 0 g , y seguirá siendo de 0 g si se monta en un automóvil que circula a velocidad constante en una carretera llana. Cuando el conductor pisa el pedal del freno o del acelerador, el acelerómetro registrará una aceleración positiva o negativa.  

Si el acelerómetro se gira 90° hasta quedar en posición vertical, registrará una aceleración de +1 g, incluso estando inmóvil. En esta situación, el acelerómetro está sometido a dos fuerzas: la gravitatoria y la fuerza de reacción del suelo sobre el que descansa. Debido a la interacción mecánica entre el acelerómetro y el suelo, solo esta última fuerza puede ser medida. La lectura corresponde a la aceleración que tendría el instrumento si estuviera sometido exclusivamente a dicha fuerza. 

Un acelerómetro de tres ejes arrojará una gravedad cero en los tres ejes si se deja caer o 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 (los astronautas experimentan pequeñas aceleraciones de marea llamadas microgravedad, que se omiten para efectos de esta discusión). Algunas atracciones de parques de diversiones pueden proporcionar varios segundos a gravedad casi cero. Montar en el " Vómito Cometa " de la NASA proporciona una fuerza de gravedad casi cero durante aproximadamente 25 segundos seguidos.

Véase también

Notas y referencias

  1. ↑ Incluyendo la contribución de la resistencia a la gravedad.
  2. ↑ Dirigido a 40 grados de la horizontal.
  1. ↑ Deziel, Chris (13 de diciembre de 2020). "Cómo convertir Newtons a fuerza G" . sciencing.com . Archivado del original el 29 de enero de 2023. Recuperado el 17 de enero de 2021 .
  2. ↑ Fuerza G. Archivado el 25 de enero de 2012 en Wayback Machine . Newton.dep.anl.gov. Consultado el 14 de octubre de 2011.
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  43. ↑ Green, Simon F.; Jones, Mark H.; Burnell, S. Jocelyn (2004). Introducción al Sol y las Estrellas ( edición ilustrada). Cambridge University Press. pág. 322. ISBN   978-0-521-54622-5.Extracto de la nota de la página 322 :2,00 × 10 12  ms −2 =2,04 × 10¹¹ g​ 
  44. ↑ (42 g eV/85cm)/masa del electrón  

Lecturas adicionales

  • Faller, James E. (noviembre-diciembre de 2005). "La medición de la pequeña g: un terreno fértil para la ciencia de la medición de precisión" . Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology . 110 (6): 559– 581. doi : 10.6028/jres.110.082 . PMC 4846227. PMID 27308179 .  
  • "¿Cuántas G puede soportar un aviador?" , octubre de 1944, Popular Science —uno de los primeros artículos públicos detallados que explicaban este tema.
  • Sobrevivir a una centrifugadora humana en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Wired
  • CAPACIDADES HUMANAS EN POSICIONES PRONA Y SUPINA. BIBLIOGRAFÍA ANOTADA.
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