g-kraft

I rett og plan flyging er løftekraften (L) lik vekten (W). I en jevn, plan krenget sving på 60° er løftekraften lik den doble vekten (L = 2W). Piloten opplever 2g og en doblet vekt. Jo brattere krengingen er, desto større er g-kreftene.

Denne dragsteren kan akselerere fra null til 160 kilometer per time (44 m/s) på 0,86 sekunder. Dette er en horisontal akselerasjon på 5,3g. Ved å kombinere dette med den vertikale g-kraften i det stasjonære tilfellet ved hjelp av Pytagoras’ læresetning får man en g-kraft på 5,4g.

g-kraft er en måleenhet for akselerasjon. Betegnelsen «kraft» er derfor forvirrende. En bedre betegnelse kunne vært «g-faktor» idet g-kraft er forholdet mellom aktuell akselerasjon og standardakselerasjonen 1 g på jordoverflaten. g-kraft kan måles med et g-meter.

Begrepet brukes særlig for å angi belastningen en flyver utsettes for ved en kraftig manøver. En kan legge merke til at to personer i samme fly vil oppleve samme akselerasjon og dermed antall g. Kraften fra setet som skaper denne akselerasjonen vil imidlertid være forskjellig og avhengig av den enkeltes vekt. Den brukes til vedvarende akselerasjoner som forårsaker en oppfatning av vekt. For eksempel er et objekt i ro på jordoverflaten utsatt for 1 g, som tilsvarer den konvensjonelle verdien av gravitasjonsakselerasjon på jorden, omtrent 9,8 m/s2.Mer forbigående akselerasjon, ledsaget av betydelig rykk, kalles sjokk.

Når g-kraften produseres av at overflaten til ett objekt blir dyttet av overflaten til et annet objekt, produserer reaksjonskraften på dette dyttet en lik og motsatt kraft for hver enhet av hvert objekts masse. De involverte kreftene overføres gjennom objekter ved indre mekaniske spenninger. Gravitasjonsakselerasjon er en årsak til et objekts akselerasjon i forhold til fritt fall.

G-kraften som et objekt opplever skyldes vektorsummen av alle gravitasjonskrefter og ikke-gravitasjonskrefter som virker på et objekts bevegelsesfrihet. I praksis, som nevnt, er dette overflatekontaktkrefter mellom objekter. Slike krefter forårsaker spenninger og belastninger (engelsk: strain) på objekter, siden de må overføres fra en objektoverflate. På grunn av disse belastningene kan store g-krefter være destruktive.

For eksempel er en kraft på 1 g på et objekt som sitter på jordoverflaten forårsaket av den mekaniske kraften som utøves oppover av bakken, og som hindrer objektet i å falle fritt. Den oppadgående kontaktkraften fra bakken sørger for at et objekt som hviler på jordoverflaten akselererer i forhold til fritt fall-tilstanden. (Fritt fall er banen objektet ville følge når det faller fritt mot jordens sentrum). Spenningen inne i objektet sikres ved at bakkekontaktkreftene kun overføres fra kontaktpunktet med bakken.

Objekter som faller fritt i en treghetsbane, kun under påvirkning av gravitasjon, føler ingen g-kraft – en tilstand kjent som vektløshet. Å være i fritt fall i en treghetsbane kalles i dagligtale «null-g», som er en forkortelse for «null g-kraft». Null g-kraft-tilstander ville oppstå inne i en heis som faller fritt mot jordens sentrum (i vakuum), eller (tilnærmet) inne i et romfartøy i bane rundt jorden. Dette er eksempler på koordinatakselerasjon (en endring i hastighet) uten en følelse av vekt.

I fravær av gravitasjonsfelt, eller i retninger i rett vinkel på dem, er riktige og koordinatakselerasjoner de samme, og enhver koordinatakselerasjon må produseres av en tilsvarende g-kraftakselerasjon. Et eksempel på dette er en rakett i fritt rom: når motorene produserer enkle hastighetsendringer, forårsaker disse endringene g-krefter på raketten og passasjerene.

En normal frisk person kan klare opp til 9g uten å besvime, og ved en kroppsvekt på 70 kg vil da kraften være tilsvarende om personen skulle veie 630 kg på jordens overflate i stillestående tilstand. Ved positiv g-kraft presses blodet ut av hodet og ned i kroppen, og mangel på blod i hjernen gjør at man tilslutt besvimer. Ved negativ g-kraft presses blodet opp i hodet og kan føre til at blodkar sprenges i øynene. Dette er farligere enn positiv g-kraft, så man tåler normalt kun 2-3 negative g før man tar skade. I korte øyeblikk kan man tåle mye mer.

Eksterne lenker

• (en) G-force – kategori av bilder, video eller lyd på Commons