Перегрузка (летательные аппараты)
- Перегру́зка — отношение абсолютной величины линейного ускорения, вызванного негравитационными силами, к стандартному ускорению свободного падения на поверхности Земли. Будучи отношением двух ускорений, перегрузка является безразмерной величиной, однако часто перегрузка указывается в единицах стандартного ускорения свободного падения g (произносится как «же»), равного 9,80665 м/с². Перегрузка в 0 g испытывается телом, находящемся в состоянии свободного падения под воздействием только гравитационных сил, то есть в состоянии невесомости. Перегрузка, испытываемая телом, покоящимся на поверхности Земли на уровне моря, равна 1.
Перегрузка — векторная величина. Для живого организма очень важно направление действия перегрузки. При перегрузке органы человека стремятся оставаться в прежнем состоянии (равномерного прямолинейного движения или покоя). При положительной перегрузке (ускорение направлено от ног к голове, а вектор перегрузки — от головы к ногам) кровь уходит от головы в ноги, желудок опускается вниз. При отрицательной перегрузке увеличивается приток крови к голове. Наиболее благоприятное положение тела человека, при котором он может воспринимать наибольшие перегрузки — лёжа на спине, лицом к направлению ускорения движения, наиболее неблагоприятное для перенесения перегрузок — в продольном направлении ногами к направлению ускорения. При столкновении автомобиля с неподвижной преградой сидящий в автомобиле человек испытает перегрузку спина — грудь. Такая перегрузка переносится без особых трудностей. Обычный человек может выдерживать перегрузки до 15 g около 3—5 секунд без потери сознания. Перегрузки от 20—30 g и более человек может выдерживать без потери сознания не более 1—2 секунд и зависимости от величины перегрузки.
Одно из основных требований к военным летчикам и космонавтам — способность организма переносить перегрузки. Тренированные пилоты в противоперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки от −3…−2 g до +12 g. Обычно при положительной перегрузке 7—8 g в глазах «краснеет», пропадает зрение, и человек постепенно теряет сознание из-за отлива крови от головы. Сопротивляемость к отрицательным, направленным вверх перегрузкам, значительно ниже. Космонавты во время взлёта переносят перегрузку лёжа. В этом положении перегрузка действует в направлении грудь — спина, что позволяет выдержать несколько минут перегрузку в несколько единиц g. Существуют специальные противоперегрузочные костюмы, задача которых — облегчить действие перегрузки. Костюмы представляют собой корсет со шлангами, надувающимися от воздушной системы и удерживающими наружную поверхность тела человека, немного препятствуя оттоку крови.
Перегрузка увеличивает нагрузку на конструкцию машин и может привести к их поломке или разрушению, а также к перемещению не закреплённого или плохо закреплённого груза. Разрешённая эксплуатационной документацией величина перегрузки для пассажирских самолётов составляет 2,5 g.
Человек-ракета.
Джон Пол Стэпп – человек, который развил огромную скорость и испытал на себе самую большую перегрузку.
Перегрузка относительно обычной силы гравитации измеряется в единице g. И показывает изменение ускорения силы тяжести. Перегрузка в 0 g испытывается телом, находящемся в состоянии свободного падения под воздействием только гравитационных сил, то есть в состоянии невесомости. Перегрузка, испытываемая телом, покоящимся на поверхности Земли на уровне моря, равна 1.
1 g – это 9,8 м/с2, то, что вы испытываете на себе прямо сейчас и даже не замечаете. Но если вы мчитесь вверх на американских горках или в самолете, то значение g, влияющее на ваше тело, меняется.
Но до каких моментов человеческое тело может это выносить? В 40-х годах предполагалось, что тело пилота может выдержать около 18 g, но Стэпп считал, что люди могут выдерживать больше. Чтобы проверить свою теорию, он построил своеобразную ракету на рельсах. Она могла разогнаться на сотни километров в час. Сначала использовались манекены, но затем Джон решил испытать это на себе.
На финальном заезде он достиг скорости 1017 км/ч за пять секунд. При этом он тормозил чуть больше одной секунды. Перегрузка, которую он испытал, составила около 46g. На короткий момент его вес составил 3,5 тонн. Джону удалось пережить этот эксперимент, но не без травм. Сломанные ребра, грыжа, раздробленные запястья, треснутый копчик, кровоизлияния в глаза и временная слепота.
Все эти запуски давали ученым усовершенствовать системы безопасности для пилотов и водителей. Несмотря на многочисленные травмы, которые Джон получил за время проведения экспериментов, он дожил до 89 лет и скончался в 1999 году. В памяти людей он остался «человеком-Ракетой» и героем, который внес огромный вклад в науку и безопасные путешествия.
g-сила — g-force
Сила тяжести эквивалентны , или, чаще, г-сила , является измерение типа силы на единицу массы — как правило , ускорение — которое вызывает ощущение веса , с г-силы 1 г (не грамм при измерении массового ) равное условному значению ускорения свободного падения на Земле, g , примерно 9,8 м / с 2 . Поскольку перегрузки косвенно создают вес, любую перегрузку можно описать как «вес на единицу массы» (см. Синоним « удельный вес» ). Когда перегрузка создается тем, что поверхность одного объекта толкает поверхность другого объекта, сила реакции на этот толчок создает равный и противоположный вес для каждой единицы массы объекта. Типы задействованных сил передаются через объекты внутренними механическими напряжениями. Ускорение свободного падения (за исключением определенных воздействий электромагнитной силы ) является причиной ускорения объекта по отношению к свободному падению .
Перегрузочная сила, испытываемая объектом, возникает из-за векторной суммы всех негравитационных и неэлектромагнитных сил, действующих на свободу движения объекта. На практике, как уже отмечалось, это силы поверхностного контакта между объектами. Такие силы вызывают напряжения и деформации на объектах, поскольку они должны передаваться от поверхности объекта. Из-за этих деформаций большие перегрузки могут быть разрушительными.
Гравитация, действующая сама по себе, не создает перегрузочной силы, хотя перегрузочные силы выражаются в кратных величинах ускорения свободного падения стандартной силы тяжести. Таким образом, стандартная гравитационная сила на поверхности Земли создает перегрузочную силу только косвенно, в результате сопротивления ей со стороны механических сил. Именно эти механические силы на самом деле создают перегрузку массы. Например, сила в 1 г, приложенная к объекту, находящемуся на поверхности Земли, вызывается механической силой, прилагаемой землей в восходящем направлении , не позволяющей объекту уйти в свободное падение. Восходящая контактная сила от земли гарантирует, что объект, покоящийся на поверхности Земли, ускоряется по сравнению с условием свободного падения. (Свободное падение — это путь, по которому объект будет следовать при свободном падении к центру Земли). Напряжение внутри объекта обеспечивается тем, что силы контакта с землей передаются только от точки контакта с землей.
Объекты, которым разрешено свободное падение по инерционной траектории под действием гравитации, не ощущают только перегрузочную силу, состояние, известное как нулевое ускорение (что означает нулевое ускорение). Это демонстрируется условиями «невесомости» внутри лифта, свободно падающего к центру Земли (в вакууме), или (в хорошем приближении) условиями внутри космического корабля на околоземной орбите. Это примеры координатного ускорения (изменения скорости) без ощущения веса. Переживание отсутствия перегрузки (нулевой перегрузки), каким бы оно ни было, является синонимом невесомости .
В отсутствие гравитационных полей или в направлениях, перпендикулярных к ним, собственное и координатное ускорение одинаковы, и любое координатное ускорение должно производиться соответствующим ускорением силы тяжести. Примером может служить ракета в свободном пространстве, в которой простые изменения скорости производятся двигателями и создают перегрузки на ракету и пассажиров.
СОДЕРЖАНИЕ
Единица и измерение
Единица измерения ускорения в Международной системе единиц (СИ) м / с 2 . Однако, чтобы отличить ускорение относительно свободного падения от простого ускорения (скорости изменения скорости), часто используется единица g (или g ). Один g — это сила на единицу массы, создаваемая силой тяжести на поверхности Земли, и это стандартная сила тяжести (символ: g n ), определяемая как 9.806 65 метров на секунду в квадрате , или эквивалентно 9.806 65 ньютонов силы на килограмм массы. Определение единицы не изменяется с местоположения-G-Force, стоя на Луне почти точно 1 / 6 , что на Земле.
Единица g не является одной из единиц СИ, в которой грамм используется как g . Кроме того, «g» не следует путать с «G», который является стандартным символом гравитационной постоянной . Это обозначение обычно используется в авиации, особенно в пилотажной или боевой военной авиации, для описания увеличенных сил, которые должны быть преодолены пилотами, чтобы оставаться в сознании, а не g-LOC ( потеря сознания, вызванная g ).
Измерение перегрузки обычно достигается с помощью акселерометра (см. Обсуждение ниже в разделе « Измерение с использованием акселерометра» ). В некоторых случаях перегрузки могут быть измерены с помощью калиброванных шкал. Удельная сила — это еще одно название, которое использовалось для перегрузки.
Разгон и силы
Термин g- «сила» технически неверен, поскольку это мера ускорения , а не силы. В то время как ускорение является векторной величиной, ускорения перегрузки (для краткости «перегрузочные силы») часто выражаются в виде скаляра , при этом положительные силы перегрузки указывают вниз (указывая на ускорение вверх), а отрицательные силы перегрузки — вверх. Таким образом, перегрузка — это вектор ускорения. Это ускорение, которое должно быть вызвано механической силой, а не простой гравитацией. Объекты, на которые действует только гравитация, не испытывают (или «ощущают») отсутствие перегрузки и являются невесомыми.
Перегрузочные силы, умноженные на массу, на которую они действуют, связаны с определенным типом механической силы в правильном смысле слова «сила», и эта сила создает сжимающее напряжение и растягивающее напряжение . Такие силы приводят к рабочему ощущению веса , но уравнение имеет изменение знака из-за определения положительного веса в направлении вниз, поэтому направление силы веса противоположно направлению ускорения силы тяжести:
Вес = масса × −g-сила
Причина знака минус заключается в том, что действительная сила (т. Е. Измеренный вес) на объект, создаваемая силой перегрузки, направлена в противоположном направлении по отношению к знаку силы перегрузки, поскольку в физике вес не является силой, которая производит ускорение, а скорее равнозначную и противоположную ему силу реакции. Если направление вверх принимается как положительное (нормальное декартово соглашение), тогда положительная перегрузка (вектор ускорения, направленный вверх) создает силу / вес на любую массу, которая действует вниз (пример — положительное ускорение g ракеты. запуск, производящий вниз вес). Точно так же отрицательная сила g — это вектор ускорения вниз (отрицательное направление по оси y), и это ускорение вниз создает силу веса в направлении вверх (таким образом вытягивая пилота вверх из сиденья и нагнетание крови к голове нормально ориентированного пилота).
Если перегрузочная сила (ускорение) направлена вертикально вверх и приложена землей (которая ускоряется в пространстве-времени) или приложена полом лифта к стоящему человеку, большая часть тела испытывает сжимающее напряжение, которое на любой высоте Если умножить на площадь, получится соответствующая механическая сила, которая является произведением силы перегрузки и поддерживаемой массы (масса выше уровня опоры, включая руки, свисающие сверху этого уровня). В то же время сами руки испытывают растягивающее напряжение, которое на любой высоте, если умножить на площадь, снова является соответствующей механической силой, которая является произведением силы перегрузки и массы, висящей ниже точки механической опоры. . Механическая сила сопротивления распространяется от точек контакта с полом или опорной конструкцией и постепенно уменьшается до нуля на неподдерживаемых концах (верхняя часть в случае поддержки снизу, например, сиденье или пол, нижняя часть висящей части тела или объекта). При сжимающей силе, считающейся отрицательной растягивающей силой, скорость изменения растягивающей силы в направлении силы перегрузки на единицу массы (изменение между частями объекта таким образом, что срез объекта между ними имеет единицу массы) , равна g-силе плюс негравитационные внешние силы на срезе, если они есть (считаются положительными в направлении, противоположном g-силе).
Для данной g-силы напряжения одинаковы, независимо от того, вызвана ли эта g-сила механическим сопротивлением силе тяжести, или координатным ускорением (изменением скорости), вызванным механической силой, или их комбинацией. . Следовательно, для людей все механические силы ощущаются одинаково, независимо от того, вызывают они координатное ускорение или нет. Точно так же для объектов вопрос о том, могут ли они выдержать механическую перегрузку без повреждений, одинаков для любого типа перегрузки. Например, восходящее ускорение (например, увеличение скорости при подъеме или уменьшение скорости при спуске) на Земле ощущается так же, как неподвижность на небесном теле с более высокой поверхностной силой тяжести . Сама по себе гравитация не производит никакой перегрузки; Перегрузка создается только за счет механических толчков и толчков. Для свободного тела (которое может свободно перемещаться в пространстве) такие перегрузки возникают только при изменении «инерционного» пути, который является естественным эффектом гравитации или естественным эффектом инерции массы. Такая модификация может возникнуть только из-за влияний, отличных от гравитации.
Примеры важных ситуаций, связанных с перегрузками, включают:
- Перегрузочная сила, действующая на неподвижный объект, покоящийся на поверхности Земли, составляет 1 г (вверх) и является результатом реакции сопротивления поверхности Земли, направленной вверх, равной ускорению в 1 г, и равна силе тяжести и противоположна ей. Цифра 1 является приблизительной, в зависимости от местоположения.
- Перегрузка, действующая на объект в любой невесомой среде, например при свободном падении в вакууме, равна 0 g.
- Перегрузочная сила, действующая на объект при ускорении, может быть намного больше, чем 1 g, например, драгстер, изображенный вверху справа, может оказывать горизонтальную перегрузку 5,3 при ускорении.
- Перегрузочная сила, действующая на объект при ускорении, может быть направлена вниз, например, при преодолении крутого холма на американских горках.
- Если нет других внешних сил, кроме силы тяжести, перегрузочная сила в ракете — это тяга на единицу массы. Его величина равна удельной тяги, умноженной на g, и расходу дельта-v в единицу времени.
- В случае удара , например столкновения , перегрузочная сила может быть очень большой в течение короткого времени.
Классический пример отрицательной перегрузки — это полностью перевернутые американские горки, которые ускоряются (изменяют скорость) по направлению к земле. В этом случае водители американских горок ускоряются к земле быстрее, чем их ускоряет сила тяжести, и, таким образом, оказываются зажатыми вверх ногами на своих сиденьях. В этом случае механическая сила, действующая на сиденье, вызывает перегрузку, изменяя путь пассажира вниз, что отличается от ускорения свободного падения. Разница в нисходящем движении, теперь более быстром, чем может обеспечить сила тяжести, вызвана толчком сиденья и приводит к возникновению перегрузки по направлению к земле.
Все «координатные ускорения» (или их отсутствие) описываются законами движения Ньютона следующим образом:
Второй закон движения , закон ускорение гласит , что: F = м. , что означает, что сила F, действующая на тело, равна массе тела m, умноженной на его ускорение a .
Третий Закон движения , закон обратных действий гласит: все силы происходят в парах, и эти две силы равны по величине и противоположны по направлению. Третий закон движения Ньютона означает, что гравитация не только ведет себя как сила, действующая вниз, скажем, на камень, который вы держите в руке, но и что камень оказывает на Землю силу, равную по величине и противоположную по направлению.
В самолете кресло пилота можно представить как руку, держащую камень, а пилот — как камень. При прямом и горизонтальном полете при 1 г на пилота действует сила тяжести. Его вес (нисходящая сила) 725 ньютонов (163 фунтов F ). В соответствии с третьим законом Ньютона, самолет и место под пилотом обеспечивают равную и противоположную силу , толкающую вверх с усилием 725 Н (163 фунтов ф ). Эта механическая сила обеспечивает пилоту соответствующее ускорение вверх в 1,0 g , даже если эта скорость в восходящем направлении не изменяется (это похоже на ситуацию, когда человек стоит на земле, где земля обеспечивает эту силу и это перегрузка).
Если бы пилот внезапно потянул рукоять назад и заставил свой самолет разогнаться вверх со скоростью 9,8 м / с 2 , общая перегрузочная сила на его теле составила бы 2 г, половина из которых исходит от сиденья, которое толкает пилота, чтобы сопротивляться гравитации. и половина из сиденья толкает пилота, чтобы вызвать его ускорение вверх — изменение скорости, которое также является правильным ускорением, поскольку оно также отличается от траектории свободного падения. Рассмотренный в системе отсчета плоскости его тело теперь генерирующая силу 1,450 N (330 фунтов ф ) вниз на свое место и место одновременно толкает вверх с равной силой 1,450 N (330 фунтов ф ).
Неограниченное ускорение из-за механических сил и, как следствие, перегрузки возникает всякий раз, когда кто-либо едет в транспортном средстве, потому что оно всегда вызывает правильное ускорение и (при отсутствии силы тяжести) также всегда координатное ускорение (когда скорость изменяется). Когда транспортное средство меняет направление или скорость, пассажиры ощущают поперечные (из стороны в сторону) или продольные (вперед и назад) силы, создаваемые механическим толчком их сидений.
Выражение «1 г = 9.806 65 м / с 2 » означает, что каждую секунду скорость изменяется. 9.806 65 метров в секунду (≡ 35.303 94 км / ч ). Эту скорость изменения скорости также можно обозначить как 9.806 65 (метров в секунду) в секунду, или 9.806 65 м / с 2 . Например: ускорение в 1 g соответствует скорости изменения скорости примерно на 35 километров в час (22 мили в час) за каждую прошедшую секунду. Следовательно, если автомобиль способен тормозить при 1 g и движется со скоростью 35 километров в час (22 мили в час), он может затормозить до полной остановки за одну секунду, и водитель испытает замедление на 1 g. Автомобиль, движущийся со скоростью, в три раза превышающей эту скорость, 105 км / ч (65 миль в час), может затормозить до полной остановки за три секунды.
В случае увеличения скорости от 0 до v с постоянным ускорением на расстоянии s это ускорение составляет v 2 / (2s).
Подготовка объекта к перегрузке (отсутствие повреждений при воздействии большой перегрузки) называется перегрузкой. Это может относиться, например, к инструментам в снаряде выстреле в пушке .
Человеческая толерантность
Допуски человека зависят от величины гравитационной силы, продолжительности ее приложения, направления ее действия, места приложения и положения тела.
Человеческое тело гибкое и деформируемое, особенно мягкие ткани. Резкий удар по лицу может на короткое время вызвать локальное воздействие сотен граммов, но не причинит реального ущерба; постоянный Однако 16 г 0 в течение минуты могут быть смертельными. Когда ощущается вибрация , относительно низкие пиковые уровни g могут серьезно повредить, если они находятся на резонансной частоте органов или соединительных тканей.
В некоторой степени толерантность к g можно тренировать, и также существуют значительные различия в врожденных способностях между людьми. Кроме того, некоторые заболевания, особенно сердечно-сосудистые , снижают толерантность к g.
Вертикальный
Пилоты самолетов (в частности) выдерживают перегрузки вдоль оси, совмещенной с позвоночником. Это вызывает значительные колебания артериального давления по длине тела пациента, что ограничивает максимальные допустимые перегрузки.
Положительный, или «восходящий» g, заставляет кровь опускаться к ногам сидящего или стоящего человека (более естественно, что ступни и тело могут рассматриваться как движущиеся под действием восходящей силы пола и сиденья, направленной вверх вокруг крови). Устойчивость к положительному g различается. Типичный человек может выдержать около 5 г 0 (49 м / с 2 ) (это означает, что некоторые люди могут потерять сознание при катании на американских горках с более высоким g, которое в некоторых случаях превышает этот предел), прежде чем потерять сознание , но благодаря комбинации специальных g-костюмы и усилия по напряжению мышц — оба из которых действуют, заставляя кровь возвращаться в мозг — современные пилоты обычно могут выдерживать устойчивые 9 g 0 (88 м / с 2 ) (см. тренировку High-G ).
В частности, в самолетах вертикальные перегрузки часто положительны (заставляют кровь двигаться к ногам и от головы); это вызывает проблемы с глазами и, в частности, с мозгом. По мере постепенного увеличения положительной вертикальной перегрузки (например, в центрифуге ) могут наблюдаться следующие симптомы:
- Затенение , когда зрение теряет оттенок, легко обратимое при выравнивании
- Туннельное зрение , при котором периферическое зрение постепенно теряется
- Затемнение, потеря зрения при сохранении сознания, вызванная недостаточным притоком крови к голове
- G-LOC , потеря сознания, вызванная перегрузкой
- Смерть, если перегрузки быстро не уменьшатся
Сопротивление «отрицательному» или «нисходящему» g, который гонит кровь к голове, намного ниже. Этот предел обычно находится в диапазоне от –2 до –3 г 0 (от –20 до –29 м / с 2 ). Это состояние иногда называют красным, когда зрение образно покраснеет из-за того, что залитое кровью нижнее веко втягивается в поле зрения. Отрицательный g обычно неприятен и может вызвать повреждение. Кровеносные сосуды в глазах или головном мозге могут набухать или лопаться из-за повышенного кровяного давления, что приводит к ухудшению зрения или даже к слепоте.
По горизонтали
Человеческое тело лучше переносит перегрузки, перпендикулярные позвоночнику. В общем, когда ускорение идет вперед (субъект лежит на спине, в просторечии известен как «глазные яблоки внутрь»), проявляется гораздо более высокая толерантность, чем при обратном ускорении (лежа на спине, «глазные яблоки наружу»), поскольку кровеносные сосуды в сетчатке появляются более чувствительные в последнем направлении.
Ранние эксперименты показали, что нетренированные люди способны переносить ряд ускорений в зависимости от времени воздействия. Это варьировалось от 20 г 0 менее 10 секунд, чтобы 10 г 0 в течение 1 минуты и 6 г 0 в течение 10 минут для обоих глазных яблок внутрь и наружу. Эти силы выдерживались при сохранении когнитивных способностей, поскольку испытуемые могли выполнять простые физические и коммуникативные задачи. Было установлено, что тесты не причиняют долгосрочного или краткосрочного вреда, хотя терпимость была весьма субъективной, и только наиболее мотивированные непилоты были способны завершить тесты. Рекорд по максимальной экспериментальной устойчивости к горизонтальной перегрузке установлен пионером в области ускорения Джоном Стаппом в серии экспериментов по замедлению салазок, кульминацией которых стал тест в конце 1954 года, в котором он был разогнан чуть более чем за секунду от наземной скорости 0,9 Маха. . Он пережил пиковое ускорение «под завязку», в 46,2 раза превышающее ускорение свободного падения, и более чем 25 г 0 за 1,1 секунды, доказывая, что человеческий организм на это способен. Стапп прожил еще 45 лет до 89 лет без каких-либо побочных эффектов.
Самая высокая зарегистрированная сила перегрузки, испытанная выжившим человеком, была во время финала серии IndyCar 2003 года на Texas Motor Speedway 12 октября 2003 года на Chevy 500 2003 года, когда автомобиль, управляемый Кенни Брэком, вошел в контакт колеса с Томасом Шектером. машина. Это сразу же привело к тому, что автомобиль Брэка врезался в ограждение, что зафиксировало пик 214 г 0 .
Кратковременный шок, удар и толчок
Удар и механический удар обычно используются для описания кратковременного возбуждения с высокой кинетической энергией . Ударный импульс часто измеряются его максимальным ускорением в ɡ — · с и длительности импульса. Вибрация является периодическими колебаниями , которые также могут быть измерены в ɡ — · сек, а также частоты. Динамика этих явлений — это то, что отличает их от перегрузок, вызванных относительно длительными ускорениями.
После свободного падения с высоты с последующим замедлением на расстоянии во время удара удар по объекту составляет · ɡ 0 . Например, жесткий и компактный объект упал с 1 м , что воздействие на расстоянии 1 мм подвергают 1000 ɡ 0 торможения. час <\ displaystyle h>d <\ displaystyle d>( час / d ) <\ Displaystyle (ч / д)>
Рывок — это скорость изменения ускорения. В единицах СИ рывок выражается в м / с 3 ; он также может быть выражен в стандартной гравитации в секунду ( ɡ 0 / с; 1 ɡ 0 / с ≈ 9,81 м / с 3 ).
Другие биологические ответы
Недавние исследования, проведенные на экстремофилах в Японии, касались различных бактерий (включая E. coli в качестве неэкстремофильного контроля), находящихся в условиях экстремальной гравитации. Бактерии культивировали при вращении в ультрацентрифуге на высоких скоростях, соответствующих 403 627 g. Paracoccus denitrificans был одной из бактерий, которые продемонстрировали не только выживаемость, но и устойчивый рост клеток в этих условиях сверхускорения, которые обычно можно найти только в космических средах, таких как очень массивные звезды или ударные волны сверхновых . Анализ показал, что небольшой размер прокариотических клеток необходим для успешного роста в условиях гипергравитации . Известно, что два многоклеточных вида, нематоды Panagrolaimus superbus и Caenorhabditis elegans, были способны переносить 400 000 x g в течение 1 часа. Исследование имеет значение для возможности панспермии .
Типичные примеры
Пример | g-сила * |
---|---|
Роторы гироскопа в Gravity Probe B и свободно плавающие устойчивые массы в навигационном спутнике TRIAD I. | 0 г |
Поездка на Vomit Comet (параболический полет) | ≈ 0 г |
Стоя на Мимасе , самом маленьком и наименее массивном из известных тел, закругленных под действием собственной силы тяжести. | 0,006 г |
Стоя на Церере , самом маленьком и наименее массивном известном теле, которое в настоящее время находится в гидростатическом равновесии. | 0,029 г |
Стоя на Плутоне на уровне моря | 0,063 г |
Стоя на Эриде на уровне моря | 0,084 г |
Стоя на Титане на уровне моря | 0,138 г |
Стоя на Ганимеде на уровне моря | 0,146 г |
Стоя на Луне на уровне моря | 0,1657 г |
Стоя на Меркурии на уровне моря | 0,377 г |
Стоя на Марсе на его экваторе | 0,378 г |
Стоя на Венере на уровне моря | 0,905 г |
Стоять на Земле на уровне моря — стандарт | 1 г |
Ракета-спутник Сатурн V сразу после запуска и гравитация Нептуна, где атмосферное давление примерно равно земному. | 1,14 г |
Bugatti Veyron разгоняется до 100 км / ч за 2,4 с | 1,55 г † |
Gravitron аттракцион | 2,5-3 г |
Гравитация Юпитера в его средних широтах и где атмосферное давление примерно равно земному. | 2,528 г |
Неограниченное чихание после нюхания молотого перца | 2,9 г |
Спейс Шаттл , максимум во время запуска и входа в атмосферу | 3 г |
Американские горки с высоким g | 3,5–6,3 г |
Сердечный приветственный шлепок по верхней части спины | 4,1 г |
Мировой рекорд по дрэг-рейсингу Top Fuel — 4,4 с на дистанции 1/4 мили | 4,2 г |
Самолеты первой мировой войны (например, Sopwith Camel , Fokker Dr.1 , SPAD S.XIII , Nieuport 17 , Albatros D.III ) в маневрировании в воздушном бою. | 4,5–7 г |
Санный спорт , максимум возможного в центре санного спорта Уистлера | 5,2 г |
Автомобиль Формулы-1 , максимум при резком торможении | 6.3 г |
Автомобиль Формулы-1 , боковой пик в поворотах | 6–6,5 г |
Стандартный планер, сертифицированный по высшему пилотажу | + 7 / −5 г |
Аполлон-16 при входе в атмосферу | 7,19 г |
Максимально допустимая перегрузка в самолете Сухой Су-27 | 9 г |
Максимально допустимая перегрузка на самолете Микояна МиГ-35 и максимально допустимая перегрузка на самолетах Red Bull Air Race | 10 г |
Гравитационное ускорение на поверхности Солнца | 28 г |
Максимальная перегрузка в ракетной системе Tor | 30 г |
Максимум для человека на ракетных санях | 46,2 г |
Formula One 2020 Гран При Бахрейна Ромен Грожан Краш | 67 г |
Спринт-ракета | 100 г |
Кратковременное облучение человека пережило аварию | > 100 г |
Выброс корональной массы (Солнце) | 480 г |
Космическая пушка с длиной ствола 1 км и начальной скоростью 6 км / с, предложенная Quicklaunch (при постоянном ускорении) | 1800 г |
Ударная способность механических наручных часов | > 5000 г |
Двигатель V8 Formula One , максимальное ускорение поршня | 8,600 г |
Креветка-богомол , ускорение когтей во время хищного удара | 10400 г |
Рейтинг электроники, встроенной в снаряды военной артиллерии | 15500 г |
Аналитическая ультрацентрифуга, вращающаяся при 60 000 об / мин, в нижней части ячейки для анализа (7,2 см) | 300000 г |
Среднее ускорение протона на Большом адронном коллайдере | 190,000,000 г |
Гравитационное ускорение на поверхности типичной нейтронной звезды | 2,0 × 10 11 г |
Ускорение от плазменного ускорителя в кильватерном поле | 8,9 × 10 20 г |
* Включая вклад сопротивления гравитации.
† Направлен на 40 градусов от горизонтали.
Измерение с помощью акселерометра
Акселерометра , в своей простейшей форме, является затухающей массой на конце пружины, с каким — то способом измерения , как далеко масса переместилась на пружине в определенном направлении, называется «ось».
Акселерометры часто калибруются для измерения перегрузки по одной или нескольким осям. Если стационарный одноосный акселерометр ориентирован так, чтобы его измерительная ось была горизонтальной, его выходной сигнал будет равен 0 g, и он будет продолжать равняться 0 g, если он установлен в автомобиле, движущемся с постоянной скоростью по ровной дороге. Когда водитель нажимает на педаль тормоза или газа, акселерометр регистрирует положительное или отрицательное ускорение.
Если акселерометр повернуть на 90 ° в вертикальное положение, он покажет +1 g вверх, даже если он неподвижен. В этой ситуации, акселерометр две сил: в гравитационную силу и силу реакции грунта на поверхности она покоится на. Акселерометр может измерить только последнюю силу из-за механического взаимодействия между акселерометром и землей. Показание — это ускорение, которое инструмент имел бы, если бы он был подвержен исключительно этой силе.
Трехосевой акселерометр выдает нулевое ускорение по всем трем осям, если его уронить или иным образом ввести по баллистической траектории (также известной как инерционная траектория), так что он испытывает «свободное падение», как это делают космонавты на орбите (космонавты) испытывают небольшие приливные ускорения, называемые микрогравитацией, которыми пренебрегаем для обсуждения здесь). Некоторые аттракционы в парках развлечений обеспечивают несколько секунд при почти нулевом g. Поездка на » Рвотной комете » НАСА обеспечивает почти нулевой g в течение примерно 25 секунд за раз.
Что означает перегрузка G?
Перегрузка измеряется в единицах, кратных весу тела в земных условиях. Для человека, находящегося на земной поверхности, перегрузка равна единице.11 окт. 2018 г.
Как называется перегрузка?
Перегрузка — отношение абсолютной величины линейного ускорения, вызванного негравитационными силами, к ускорению свободного падения на поверхности Земли.
Что такое нормальная перегрузка?
Перегру́зка — это отношение подъёмной силы к весу самолёта. Нормальная перегрузка 1g означает горизонтальный прямолинейный полёт. .
Что такое продольная перегрузка?
Продольная перегрузка nх возникает при изменении тяги двигателя и лобового сопротивления. Если тяга двигателя больше лобового сопротивления, то перегрузка положительная. Если же величина лобового сопротивления больше силы тяги двигателя, то перегрузка отрицательная.
Какая перегрузка при полете в космос?
Перегрузки, воздействующие на космонавтов при старте очень велики. Около пяти минут ракета движется с ускорением от 1 до 7g. Иными словами, вес космонавтов на этот период увеличивается в семь раз! По этой причине, большинство операций, связанных с управлением ракетой, производится автоматикой.
Что такое перегрузка и невесомость?
Перегрузка Состояние невесомости это состояние, в котором находится материальное тело, свободно движущееся в поле тяготения Земли (или другого небесного тела) под действием только сил тяготения. В этом случае наступает перегрузка вес тела увеличивается. .
Что такое перегрузка методов?
Java разрешает определение внутри одного класса двух или более методов с одним именем, если только объявления их параметров различны. В этом случае методы называют перегруженными, а процесс — перегрузкой методов.
Что означает перегрузка метода в C# Overload?
Иногда возникает необходимость создать один и тот же метод, но с разным набором параметров. Такая возможность еще называется перегрузкой методов (method overloading). . И в языке C# мы можем создавать в классе несколько методов с одним и тем же именем, но разной сигнатурой.13 июл. 2018 г.
Как переопределить оператор в C#?
Возможность перегрузки C# требует совместной перегрузки "подобных" операций (т. е. < и >, <= и >=, == и !=) Здесь вместо op подставляется перегружаемый оператор, например + или /, а возвращаемый_тип обозначает конкретный тип значения, возвращаемого указанной операцией.
Что такое перегрузка операций C#?
По сути, функциональность операции + уникальным образом базируются на представленных типах данных (строках). Когда операция + применяется к числовым типам, мы получаем арифметическую сумму операндов. Однако когда та же операция применяется к строковым типам, получается конкатенация строк.
Что такое перегрузка операторов C#?
Перегрузка операторов заключается в определении в классе, для объектов которого мы хотим определить оператор, специального метода: . Этот метод должен иметь модификаторы public static, так как перегружаемый оператор будет использоваться для всех объектов данного класса. Далее идет название возвращаемого типа.12 авг. 2018 г.
Можно ли сделать перегрузку оператора присваивания C#?
Составные операторы присваивания не могут быть перегружены явным образом. Однако при перегрузке бинарного оператора соответствующий составной оператор присваивания (если таковой имеется) также неявно перегружается.27 сент. 2021 г.
Можно ли сделать перегрузку оператора присваивания?
Общая форма перегрузки оператора присваивания '=', который реализован для присваивания объектов класса Оператор присваивания = может быть перегружен для конкретного класса.27 апр. 2019 г.
Какие операторы можно перегружать в C++?
В C++ можно выделить четыре типа перегрузок операторов:Перегрузка обычных операторов + — * / % ˆ & |
! = < > += -= *= /= %= ˆ= &= |= << >> >>= <<= == ! . Перегрузка операторов преобразования типаПерегрузка операторов размещения '''new''' и уничтожения '''delete''' объектов в памяти.Перегрузка литералов operator""
Какие операции можно перегрузить?
Перегружать можно только операции, для которых хотя бы один аргумент представляет тип данных, определенный пользователем. Функция-операция должна быть определена либо как функция-член класса, либо как внешняя функция, но дружественная классу.
Можно ли перегрузить операцию sizeof?
Нельзя перегружать операции . :: . * ?: sizeof typeid. Операции = [] () -> можно перегружать только как методы. Не рекомендуется перегружать операции , || &&.
Как можно вызвать операцию функцию?
Функцию operator можно вызвать по ее имени, например, z = operator * x, y) или z = x. operator *(y). В первом случае вызывается глобальная функция, во втором – компонентная функция класса X, и x – это объект класса X. Однако, чаще всего функция operator вызывается косвенно, например, z = x * y.
Можно ли перегрузить оператор?
Перегрузка подразумевает создание функции, название которой содержит слово operator и символ перегружаемого оператора. Функция оператора может быть определена как член класса, либо вне класса. Перегрузить можно только те операторы, которые уже определены в C++. Создать новые операторы нельзя.20 окт. 2017 г.