Fuerza G

Fuerza G

La fuerza G no es una medida de fuerza sino una medida intuitiva de aceleración. Está basada en la aceleración que produciría la gravedad terrestre en un objeto cualquiera en condiciones ideales (sin atmósfera u otro rozamiento). Una aceleración de 1G es generalmente considerado como igual a la gravedad estándar, que es de 9.80665 metros por segundo cuadrado (m/s2).1

La fuerza G para un objeto es de 0G en cualquier ambiente sin gravedad, como una caída libre o un satélite orbitando la Tierra y de 1G a cualquier objeto estacionario en la superficie de la Tierra al nivel del mar. Aparte de esto, las fuerzas G pueden ser mayores a 1, como en una montaña rusa, en una centrifugadora o en un cohete.

La medición de las fuerzas G se hace por medio de un acelerómetro.

Origen de estas fuerzas

La aceleración es un fenómeno familiar para cualquiera que se haya subido a un automóvil, experimentándose en cada cambio de dirección y velocidad respecto al punto de referencia. Cuando cambian algunas de estas, se pueden sentir cambios laterales (de lado a lado) y longitudinales (de adelante hacia atrás).

La aceleración y la fuerza G puede ser expresada en términos más familiares: Una aceleración de 1G es la variación de la velocidad en aproximadamente 35 km/h (22 mph) por cada segundo. Un automóvil de alto rendimiento puede frenar (desacelerar) a aproximadamente 1G. Esto significa que un automóvil que viaje a 105 km/h (66 mph) y frene en 1 segundo experimentará una fuerza de 3G.

La expresión "1G= 9,80665 m/s2" significa que por cada segundo que pasa, la velocidad varia en 9,80665 m/s (35,30394 km/h).

Aceleración y fuerzas

En 1687 Newton escribió sus conocidas leyes de Newton. En su segunda ley, la ley de la aceleración, Newton planteó una ecuación que reducida se escribe como F=ma. Esta formula enuncia que la Fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la Masa multiplicado por la Aceleración.

En la tercera ley de Newton, la ley de las fuerzas opuestas, dice:

3 ley de Newton: Todas las fuerzas ocurren en pareja, y cada una de esas fuerzas es igual a la otra, solo que en sentido opuesto.

Para Newton (y para todos nosotros), su tercera ley determinaba que la gravedad actuando hacia abajo no era la única fuerza que actuaba para mantener tus manos abajo. Simultáneamente, para levantar tus manos debes aplicar una fuerza mayor a ésta en la dirección opuesta, es decir, hacia arriba. Cuando lanzas una piedra hacia el suelo, no hay fuerzas que actúan en la dirección contraria, por lo que acelerará. Esto esta de acuerdo con la primera ley de Newton: La ley de inercia.

Ecuación para fuerza G

Para calcular la fuerza que actúa sobre un cuerpo de masa m, en un campo gravitatorio de aceleración de la gravedad g, según la segunda ley de Newton:

Donde si la masa se expresa en kg, y la aceleración g en m/s², la fuerza F se obtendrá en newton. La fuerza: F, al ser una magnitud vectorial tiene la misma dirección y sentido que la aceleración g.

Tolerancia humana

a tolerancia humana depende de la magnitud de la fuerza G, la duración, la dirección, el lugar aplicado y la postura del cuerpo.2

El cuerpo humano es flexible y deformable (ley de la materia), particularmente los tejidos livianos. Un gran golpe en la cara podría llegar a los cientos de Gs, pero no produciría ningún daño real; 16G por un minuto puede ser, sin duda, mortal. Cuando hay vibración de por medio, fuerzas Gs relativamente bajas pueden dañar seriamente si se encuentran en la frecuencia de resonancia de los órganos y tejidos.

Hasta cierto grado, la tolerancia a las fuerzas G puede ser entrenable, habiendo una considerable variación entre la resistencia de distintos individuos. Algunas enfermedades, como los problemas cardiovasculares, reducen la tolerancia a la Fuerza-G.

Fuerzas G verticales

Los aviones, en general, ejercen una gran fuerza G en el eje relacionado con subir y bajar. Esto causa una gran variación en la presión sanguínea, la que limita la tolerancia máxima. Además, las fuerzas G se pueden ver en un avión de combate o de acrobacia ya que los pilotos se ven expuestos a grandes cambios de gravedad

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