Как посчитать перегрузку в g

Это ускорение тела относительно близкого тела, на которое не действуют никакие внешние силы, кроме гравитации.
Нужно взять это по модулю и поделить на модуль g.

На Земле перегрузка стоящего на опоре тела обычно 1.
Если строго, то в физике этот термин мало используется. . В технике — часто. Почему так, и чем гравитация такая особенная — вопрос слишком сложный, чтоб обсуждать, там можно и ОТО случайно вывести.

zZZ0oO1ZМудрец (19667) 7 лет назад

Модератор, сотрите последнее предложение из моего ответа? Не хочу человека отпугивать. И денег платить за удаление тоже не хочу.

Остальные ответы

Перегрузка равна ускорению, которое испытывает тело в данный момент. g =9.8м/с^2.
Перегрузrа в 2g это когда ускорение тела равно 2*9,8=18,6м/с^2

2g это когда вы ускоряетесь или тормозите с ускорением превышающим ускорение свободного падения в 2 раза: 9.81х2 (м/с^2)

g — это, проще говоря, одинарное земное притяжение. 2g — двойная нагрузка, человек массой 60 кг будет весит 120 кг

Наказание для детей, перегрузка 8G

все ответы правильны -всем 5 баллов

2g — это очень мало, например при взлёте в пассажирском самолёте примерно 1.5, на каруселях в парке больше

F = m(g+dV/dt). Формула показывает силу действующую на тело, которое находиться на поверхности Земли и испытывает дополнительное ускорение в вертикальном направлении. dV/dt — дополнительное ускорение. Если оно также равно 9,8, то сумма будет в раза больше, а значит будет в 2 раза больше сила F действующая на тело.

Источник: otvet.mail.ru

Как посчитать перегрузку в g

• Категория А
• Категория В
• Продвинутые курсы

Блог

Вы здесь:
1. Главная
2. Блог
3. Полезные статьи
4. Занимательная математика. Вес человека в момент ДТП.

Занимательная математика. Вес человека в момент ДТП.

Знаете, что водителю не следует бояться большой скорости? Убивает не она, убивает резкая остановка!

Для примера решим лёгкую задачку:

Хрупкая девушка весом 47 килограмм движется на своём автомобиле со скоростью 30 км/ч и неожиданно въезжает в столб. Вопрос: каким будет вес девушки в момент удара?
Возьмем формулу для расчета перегрузки (кратковременной)
G=V/tg (V — начальная скорость, м/сек, t — время полной остановки, сек, g — ускорение свободного падения, 9.8 м/сек2)
Время остановки в бетонный столб — 0,02 секунды.
G=8.33/(0,02*9.8)=8.33/0.196=42.5 это величина перегрузки при ударе.
Теперь умножаем это значение (42.5) на вес хрупкой девушки (47кг) и получаем страшную цифру — 1997,5 кг.
То есть в момент встречи с бетонным столбом наша хрупкая девушка будет не такой уж и хрупкой. ДВЕ ТОННЫ!
Как думаете, есть смысл пристегиваться или ручками удержитесь?

Расчёт перегрузки

Полезные статьи Просмотров: 5197

Источник: coasdriving.ru

Расчёт перегрузки

В данной статье репетитор по физике и математике рассказывает о том, как рассчитать перегрузку, которую испытывает тело в момент разгона или торможения. Данный материал очень плохо рассматривается в школе, поэтому школьники очень часто не знают, как осуществлять расчёт перегрузки, а ведь соответствующие задания встречаются на ЕГЭ и ОГЭ по физике. Так что дочитайте эту статью до конца или посмотрите прилагающийся видеоурок. Знания, которые вы получите, пригодятся вам на экзамене.

Начнём с определений. Перегрузкой называется отношение веса тела к величине силы тяжести, действующей на это тело у поверхности земли. Вес тела — это сила, которая действует со стороны тела на опору или подвес. Обратите внимание, вес — это именно сила! Поэтому измеряется вес в ньютонах, а не в килограммах, как некоторые считают.

Таком образом, перегрузка — это безразмерная величина (ньютоны делятся на ньютоны, в результате ничего не остаётся). Однако, иногда эту величину выражают в ускорениях свободного падения. Говорят, к примеру, что перегрузка равна , имея ввиду, что вес тела вдвое больше силы тяжести.

Примеры расчёта перегрузки

Покажем, как осуществлять расчёт перегрузки на конкретных примерах. Начнём с самых простых примеров и перейдём далее к более сложным.

Пример 1. Чему равна перегрузка человека, стоящего на земле? Чему равна перегрузка человека, свободно падающего с некоторой высоты?

Очевидно, что человек, стоящий на земле, не испытывает никаких перегрузок. Поэтому хочется сказать, что его перегрузка равна нулю. Но не будем делать поспешных выводов. Нарисуем силы, действующие на этого человека:

К человеку приложены две силы: сила тяжести , притягивающая тело к земле, и противодействующая ей со стороны земной поверхности сила реакции , направленная вверх. На самом деле, если быть точным, то эта сила приложена к подошвам ног человека. Но в данном конкретном случае, это не имеет значения, поэтому её можно отложить от любой точки тела. На рисунке она отложена от центра масс человека.

Вес человека приложен к опоре (к поверхности земли), в ответ в соответствии с 3-м законом Ньютона со стороны опоры на человека действует равная по величине и противоположно направленная сила . Значит для нахождения веса тела, нам нужно найти величину силы реакции опоры.

Поскольку человек стоит на месте и не проваливается сквозь землю, то силы, которые на него действуют скомпенсированы. То есть , и, соответственно, . То есть расчёт перегрузки в этом случае даёт следующий результат:

Запомните это! При отсутствии перегрузок перегрузка равна 1, а не 0. Как бы странно это не звучало.

Определим теперь, чему равна перегрузка человека, который находится в свободном падении.

Если человек пребывает в состоянии свободного падения, то на него действует только сила тяжести, которая ничем не уравновешивается. Силы реакции опоры нет, как нет и веса тела. Человек находится в так называемом состоянии невесомости. В этом случае перегрузка равна 0.

Пример 2. Определите перегрузку космонавтов, находящихся в ракете, движущейся на небольшой высоте вверх с ускорением 40 м/с 2 .

Космонавты находятся в горизонтальном положении в ракете во время её старта. Только так они могут выдержать перегрузки, которые они испытывают, не потеряв при этом сознания. Изобразим это на рисунке:

В этом состоянии на них действует две силы: сила реакции опоры и сила тяжести . Как и в прошлом примере, модуль веса космонавтов равен величине силы реакции опоры: . Отличие будет состоять в том, что сила реакции опоры уже не равна силе тяжести, как в прошлый раз, поскольку ракета движется вверх с ускорением . С этим же ускорением синхронно с ракетой ускоряются и космонавты.

Тогда в соответствии со 2-м законом Ньютона в проекции на ось Y (см. рисунок), получаем следующее выражение: , откуда . То есть искомая перегрузка равна:

Надо сказать, что это не самая большая перегрузка, которую приходится испытывать космонавтам во время старта ракеты. Перегрузка может доходить до 7. Длительное воздействие таких перегрузок на тело человека неминуемо приводит к летальному исходу.

Пример 3. Рассчитайте перегрузку, которую испытывает пилот самолёта, выполняющего «мёртвую петлю» в нижней точке траектории. Скорость самолёта в этой точке составляет 360 км/ч. Радиус «мёртвой петли» составляет 200 м.

В нижней точке «мёртвой петли» на пилота будут действовать две силы: вниз — сила , вверх, к центру «мёртвой петли», — сила (со стороны кресла, в котором сидит пилот):

Туда же будет направлено центростремительное ускорение пилота , где км/ч м/с — скорость самолёта, — радиус «мёртвой петли». Тогда вновь в соответствии со 2-м законом Ньютона в проекции на ось, направленную вертикально вверх, получаем следующее уравнение:

Тогда вес равен . Итак, расчёт перегрузки даёт следующий результат:

Весьма существенная перегрузка. Спасает жизнь пилота только то, что действует она не очень длительно.

Ну и напоследок, рассчитаем перегрузку, которую испытывает водитель автомобиля при разгоне.

Пример 4. Рассчитайте перегрузку, которую испытывает водитель автомобиля, разгоняющегося с места до скорости 180 км/ч за 10 с.

Итак, конечная скорость автомобиля равна км/ч м/с. Если автомобиль ускоряется до этой скорости из состояния покоя за c, то его ускорение равно м/с 2 .

На водителя в процессе ускорения действуют две составляющие силы реакции опоры: со стороны седушки кресла (вертикальная составляющая) и со стороны спинки кресла (горизонатльная составляющая) :

Автомобиль движется горизонтально, следовательно, вертикальная составляющая силы реакции опоры уравновешена силой тяжести, то есть . В горизонтальном направлении водитель ускоряется вместе с автомобилем. Следовательно, по 2-закону Ньютона в проекции на ось, сонаправленную с ускорением, горизонтальная составляющая силы реакции опоры равна .

Величину общей силы реакции опоры найдём по теореме Пифагора: . Она будет равна модулю веса. То есть искомая перегрузка будет равна:

Сегодня мы научились рассчитывать перегрузку. Запомните этот материал, он может пригодиться при решении заданий из ЕГЭ или ОГЭ по физике, а также на различных вступительных экзаменах и олимпиадах.

Материал подготовил репетитор по физике в Москве, Сергей Валерьевич

• Как рассчитать скорость спутника, вращающегося вокруг земли
• Как легко решить сложную задачу на относительность движения

Источник: yourtutor.info

Конвертер величин

Перевести единицы: ускорение свободного падения [g] в секунды на разгон от 0 до 100 км/час [с]

1 ускорение свободного падения [g] = 2,83277163965269 секунды на разгон от 0 до 100 км/час [с]
Исходная величина
Преобразованная величина

Размеры мужской одежды и обуви

Подробнее об ускорении

Боинг 737-7H4 N776WN Американской авиакомпании Southwest Airlines, разгоняющийся во время взлета. Аэропорт Форт-Лодердейл/Холливуд (FLL) в штате Флорида, США. 9 августа, 2010.

Общие сведения

Ускорение — это изменение скорости тела за определенный отрезок времени. В системе СИ ускорение измеряется в метрах в секунду за секунду. Также часто используются другие единицы. Ускорение может быть постоянным, например ускорение тела в свободном падении, а может изменяться, например ускорение двигающегося автомобиля.

Инженеры и дизайнеры учитывают ускорение при проектировании и изготовлении автомобилей. Водители используют знания о том как быстро ускоряет или замедляет скорость их автомобиль во время вождения. Также знания об ускорении помогают строителям и инженерам предотвратить или свести к минимуму повреждения, вызванные резким ускорением или замедлением, связанным с ударами или толчками, например, при столкновениях автомобилей или во время землетрясений.

Пирамида «Трансамерика» в Сан-Франциско, США. Это здание устойчиво к силам кручения, которые действуют на него во время сейсмических явлений.

Защита от ускорений с помощью амортизирующих и демпфирующих конструкций

Если строители учитывают возможные ускорения, здание становится более устойчиво к толчкам, что помогает спасти жизнь людей во время землетрясений. В местах с высокой сейсмичностью, например в Японии, здания строят на специальных платформах, которые уменьшают ускорение и смягчают толчки. Конструкция этих платформ похожа на подвеску в автомобилях.

Упрощенная подвеска также используется в велосипедах. Ее чаще устанавливают на горных велосипедах, чтобы уменьшить неприятные ощущения, травмы, а также повреждение велосипеда из-за резких ударных ускорений при движении по неровным поверхностям. Мосты также устанавливают на подвесках, чтобы уменьшить ускорение, которое придают мосту движущиеся по нему автомобили.

Ускорения, вызванные движением внутри и снаружи зданий, мешают музыкантам в музыкальных студиях. Для его уменьшения всю студию звукозаписи подвешивают на демпфирующих устройствах. Если музыкант устраивает домашнюю студию звукозаписи в помещении без достаточной звукоизоляции, то подвесить ее в уже построенном здании очень сложно и дорого.

В домашних условиях устанавливают на подвески только пол. Поскольку влияние ускорения уменьшается с увеличением массы, на которую оно воздействует, вместо использования подвесок иногда утяжеляют стены, пол и потолок. Потолки тоже иногда устраивают подвесными, так как это не так сложно и дорого сделать, но помогает уменьшить проникновение в помещение внешних шумов.

Ускорение в физике

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона

Согласно второму закону Ньютона сила, действующая на тело, равна произведению массы тела и ускорения. Силу можно вычислить с помощью формулы F = ma, где F — сила, m — масса, и a — ускорение. Так сила, действующая на тело, изменяет его скорость, то есть придает ему ускорение.

Согласно этому закону ускорение зависит не только от величины силы, которая толкает тело, но и пропорционально зависит от массы тела. То есть, если сила действует на два тела, А и B, и B — тяжелее, тогда B будет двигаться с меньшим ускорением. Эта склонность тел противостоять изменению в ускорении называется инерцией.

Мотоцикл, двигающийся с ускорением. Тур де Бос 2010, город Квебек (Канада).

Инерцию легко увидеть в повседневной жизни. Например, автомобилисты не носят шлем, а мотоциклисты обычно путешествуют в шлеме, и часто — в другой защитной одежде, например кожаных куртках с утолщениями. Одна из причин — при столкновении с автомобилем более легкий мотоцикл и мотоциклист быстрее изменят свою скорость, то есть начнут двигаться с большим ускорением, чем автомобиль.

Если его не накроет мотоциклом, то мотоциклист, вероятно, вылетит из сидения мотоцикла, так как он еще легче, чем мотоцикл. В любом случае мотоциклист получит серьезные травмы, в то время как водитель — гораздо меньшие, так как автомобиль и водитель получат при столкновении намного меньшее ускорение. В этом примере не учитывается сила всемирного тяготения; предполагается, что она пренебрежимо мала по сравнению с другими силами.

Ускорение и движение по кругу

Велосипедисты испытывают центростремительное ускорение на поворотах. Тур де Бос 2010, город Квебек (Канада).

У тела, которое движется по кругу со скоростью одинаковой величины — переменная векторная скорость, так как его направление постоянно изменяется. То есть, это тело движется с ускорением. Ускорение направлено в сторону оси вращения. В этом случае она в центре окружности, которая является траекторией движения тела.

Это ускорение, а также вызывающая его сила, называются центростремительными. Согласно третьему закону Ньютона, у каждой силы есть противодействующая ей сила, действующая в противоположном направлении. В нашем примере эта сила называется центробежной. Именно она удерживает вагонетки на американских горках, даже когда те двигаются в перевернутом состоянии по вертикальным круговым рельсам. Центробежная сила толкает вагонетки от центра окружности, созданной рельсами, так что они прижимаются к рельсам.

Ускорение и сила притяжения

Гравитационное притяжение планет — одна из основных сил, которая действует на тела и придает им ускорение. Например, эта сила притягивает к поверхности Земли тела, находящиеся рядом с Землей. Благодаря этой силе тело, которое отпустили рядом с поверхностью Земли, и на которое не действуют никакие другие силы, находится в свободном падении, пока не столкнется с поверхностью Земли.

Ускорение этого тела, называемое ускорением свободного падения, равно 9,80665 метров в секунду за секунду. Эта постоянная величина обозначается g и ее часто используют, чтобы определить вес тела. Так как согласно второму закону Ньютона F = ma, то вес, то есть сила, которая действует на тело — это произведение массы и ускорения свободного падения g. Массу тела легко вычислить, поэтому вес тоже легко найти. Стоит заметить, что слово «вес» в обиходе часто обозначает свойство тела, массу, а не силу.

Ускорение свободного падения — разное для разных планет и астрономических объектов, так как оно зависит от их массы. Ускорение свободного падения вблизи от Солнца в 28 раз больше чем земное, вблизи Юпитера больше в 2,6 раза, а возле Нептуна — в 1,1 раза. Ускорение рядом с другими планетами меньше земного. Например, ускорение у поверхности Луны равно 0,17 ускорения у поверхности Земли.

Ускорение и транспортные средства

Тесты на ускорение для автомобилей

Существует ряд тестов для измерения характеристик автомобилей. Один из них направлен на то, чтобы проверить их ускорение. Для этого измеряют время, за которое автомобиль разгоняется с 0 до 100 километров (62 мили) в час. В странах, где не используют метрическую систему, проверяют разгон с нуля до 60 миль (97 километров) в час.

Машины с самым быстрым разгоном доходят до этой скорости примерно за 2,3 секунды, что меньше, чем время, за которое тело достигнет такой скорости в свободном падении. Существуют даже программы для мобильных телефонов, которые помогают вычислить это время разгона, используя встроенные акселерометры телефона. Впрочем, трудно сказать насколько точны такие вычисления.

Влияние ускорения на людей

При движении автомобиля с ускорением пассажиров тянет в сторону, противоположную движению и ускорению. То есть, назад — при ускорении, и вперед — при торможении. При резких остановках, например во время столкновения, пассажиров так резко дергает вперед, что они могут вылететь из сидений и удариться об обшивку автомобиля или окна.

Вероятно даже, что они разобьют своим весом стекло и вылетят из машины. Именно из-за этой опасности во многих странах были приняты законы о том, чтобы во всех новых автомобилях должны быть установлены ремни безопасности. Во многих странах также было законодательно закреплено требование о том, что водитель, все дети, и, по крайней мере, пассажир на переднем сидении обязаны пристегиваться ремнями безопасности во время движения.

Космические аппараты во время выхода на орбиту Земли двигаются с большим ускорением. Возвращение на Землю, наоборот, сопровождается резким замедлением. Это не только вызывает у космонавтов дискомфорт, но и опасно, поэтому они проходят интенсивный курс тренировок перед тем, как отправляться в космос.

Такие тренировки помогают космонавтам легче переносить перегрузки связанные с высоким ускорением. Пилоты скоростных самолетов также проходят эту тренировку, так как эти самолеты достигают высокого ускорения. Без тренировки резкое ускорение вызывает отток крови от мозга и потерю цветного зрения, потом — бокового, затем — зрения вообще, а дальше — потерю сознания.

Это опасно, так как пилоты и космонавты не могут в таком состоянии управлять самолетом или космическим аппаратом. Пока тренировки на перегрузки не стали обязательным требованием в подготовке пилотов и космонавтов, перегрузки с высоким ускорением иногда заканчивались авариями и смертью пилотов. Тренировки помогают предотвратить потерю сознания и позволяют пилотам и космонавтам переносить большое ускорение в течение более продолжительного времени.

Внутри кабины космического аппарата «Аполлон» CM-011A на борту авианосца «Хорнет» (USS Hornet CV-12)

Кроме тренировок в центрифуге, описанных ниже, космонавтов и пилотов обучают специальному приему сокращения мышц живота. При этом кровеносные сосуды сужаются и меньше крови попадает в нижнюю часть тела.

Предотвратить отток крови из мозга во время ускорения помогают также противоперегрузочные костюмы, так как встроенные в них специальные подушки наполнены воздухом или водой и давят на живот и ноги. Эти приемы предотвращают отток крови механически, в то время как тренировки в центрифуге помогают человеку повысить выносливость и привыкание к высокому ускорению.

Сама центрифуга представляет собой горизонтальную трубу с кабиной на одном конце трубы. Она вращается в горизонтальной плоскости и создает условия с большим ускорением. Кабина снабжена карданным подвесом и может вращаться в разных направлениях, обеспечивая дополнительную нагрузку.

Во время тренировок на космонавтах или пилотах надеты датчики и врачи следят за их показателями, например за пульсом. Это необходимо для обеспечения безопасности, а также помогает следить за адаптацией людей. В центрифуге можно имитировать как ускорение в нормальных условиях, так и баллистическое вхождение в атмосферу при авариях. Космонавты, которые проходят подготовку на центрифуге, говорят, что испытывают при этом сильный дискомфорт в груди и в горле.

Источник: www.translatorscafe.com