نیروی گرانش

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
در پرواز معمولی و بلد شدن نیرو برابر با گرانش است ولی در زمان چرخیدن 60 درجه نیرو وارده به خلبان برابر با 2 برابر گرانش است.

نیروی گرانش (g-force) اندازه‌گیری شتاب سقوط اجسام بر اثر وزن است. نام بردن این موضوع به عنوان نیرو نادرست می‌باشد، "g" (با حروف کوچک) یک شتاب است و با یک شتاب سنج اندازه‌گیری می‌شود. از آنجایی که چنین نیرویی به عنوان وزن درک شده است، هر نیروی گرانشی به عنوان "وزن هر واحد جرم" (مترادف آن وزن مخصوص) توصیف می‌شود. شتاب گرانش به عنوان نیروی چندگانه شبه وزن برای هر واحد جرم جسم عمل می‌کند، و دلیل شتاب اجسام در رابطه با سقوط آزاد می‌باشد.

این شتاب بوجود آمده توسط یک جسم، با توجه به جمع برداری نیروهای غیر گرانشی، سبب حرکت آزادانه جسم می‌شود. شتابی که توسط نیروی جاذبه تولید نمی‌شود شتاب صحیح نامیده و تنها نیرویی است که در واحد نیروی گرانش اندازه‌گیری می‌شود. آنها باعث ایجاد تنش و کرنش در اجسام می‌شوند. بدلیل این کرنش‌ها، نیروی گرانش بزرگ، می‌تواند مخرب باشد.

اگر چه شتاب گرانش مضربی از ثابت جهانی گرانش است، ولی تنها جاذبه، آن را تولید نمی‌کند. شتاب گرانشی استاندارد در سطح زمین بطور غیر مستقیم نیروی گرانش را تولید می‌کند و به عنوان یک نتیجه از مقاومت در برابر نیروهای مکانیکی می‌باشد. یک نیروی گرانش، برای یک جسم نشسته بر روی سطح زمین، توسط نیروی مکانیکی در جهت رو به بالا از جانب زمین اعمال می‌شود و مانع از سقوط آزاد جست می‌شود. نیروی به سمت بالا توسط زمین نشان می‌دهد که یک شی چه در حالت ایستادن در سطح زمین و چه در زمانی که مسیر سقوط آزاد شی را به سمت مرکز زمین دنبال کنید، شتابی برابر حالت سقوط آزاد دارد.

اشیایی که در یک مسیر حرکتی، در حال سقوط آزاد هستند، هیچ نیروی گرانشی را احساس نمی‌کنند. حالت "نیروی گرانش صفر" در داخل یک آسانسور در حالت سقوط آزاد به سمت مرکز زمین (در خلا) یا در شرایط داخل یک فضا پیمای در مدار زمین وجود دارد. این موارد نمونه‌هایی از هماهنگی شتاب (تغییر در سرعت) بدون احساس وزن هستند. تجربه نیروی گرانش صفر (zero-g)، مترادف با شرایط بی وزنی می‌باشد.

در صورت عدم وجود میدان‌های گرانشی، یا در جهت عمود به آنها، شتاب صحیح و هماهنگ یکسانند و هرگونه شتاب هماهنگ باید به وسیله شتاب مربوط به نیروی گرانش، تولید شود. یک مثال در این مورد یک موشک در خلا می‌باشد که با یک تغییر سرعت ساده توسط موتور، نیروی گرانشی را روی موشک و مسافران ایجاد می‌کند.

نمونه‌های معمولی از نیروی گرانشی[ویرایش]

مثال نیروی گرانش
روتو ژیروسکوپ در حسگر گرانش بی و توده شناور آزاد در ماهواره مکان یاب TRIAD I

0 g

حرکت در Vomit Comet (لوله برگردان)

0 g

ایستادن در خط استوای ماه

0.1654 g

ایستادن بر روی زمین در سطح استاندارد دریا

1 g

موشک ماه ساترن ۵، پس از پرتاب

1.14 g

سرعت گرفتن بوگاتی ویرون از ۰ تا ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت در ۲٫۴ ثانیه

1.55 g†

شاتل فضایی، حداکثر زمان طول پرتاب و هنگام ورود دوباره

3 g

وسیله بازی Gravitron (مری گورانت)

2.5-3 g

قطار هوایی

3.5-6.3 g

بالا کشیدن رکورد جهانی سوخت درگ از ۴٫۴ ثانیه بالای ۱٫۴ مایل

4.2 g

هواپیماهای جنگ جهانی Sopwith Pup, Sopwith Triplane, Fokker D.VII, Fokker Dr.1, SPAD S.VII, SPAD S.XIII, Nieuport 17 در حرکت سریع یا برگشتی یا حرکت چرخشی

4.5-7 g

ماشین فرمول یک، بلند شدن یک طرفی در پیچ‌ها

5-6 g

لژ سواری، در Whistler Sliding Centre

5.2 g

آپولو ۱۶ در زمان برگشت

7.19 g

مقدار حداکثر، در یک هواپیما یا جت جنگنده آکروباتیک

9-12 g

مرگ یا اسیب جدی

>25 g

مقدار حداکثر برای انسان در ارابه سرعت

46.2 g

حداکثر سرعت موشک

100 g

تماس مختصر انسان نجات یافته از تصادف ماشین

>100 g

بالاترین نیروی گرانش ثبت شده در تصادف بدون صدمه جانی (کنی برک، ۲۰۰۳)

214 g

تفنگ فضایی با طول لوله ۱ کیلومتر و سرعت دهانه ۶ کیلوتر در ساعت، پیشنهاد شده توسط کوئیکلانچ (با فرض شتاب ثابت)

1,800 g

قابلیت شوک مکانیکی ساعت‌های مچی

>5,000 g

موتورهای کنونی فرمول یک، حداکثر شتاب پیستون

8,600 g

رتبه الکترونیک ساخته شده در گلوله‌های توپی آتشین

15,500 g

گلوله ۱۹×۹ پارابلوم تفنگ دستی (به طور متوسط در هر گلوله)

60,000 g

حداکثر گلوله ۱۹×۹ پارابلوم تفنگ دستی

190,000 g

اولتراسانتریفیوژ تحلیلی در 60,000 rpm، در ته یک سلول آنالیزی (۷٫۲ سانتی‌متر)

300,000 g

میانگین شتاب a پروتون در برخورددهنده هادرونی بزرگ

190,000,000 g

شتاب یک شتاب دهنده پلاسما ویکفیلد

۱۰۲۰×8.9 g

† هدایت گر ۴۰ درجه افقی

منابع[ویرایش]