Unidades de aceleración
fuerza g es una medida de fuerza, una medida intuitiva de aceleración. Está basada en la aceleración que produciría la gravedad 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 sobre segundo cuadrado (m/s2).1
Se escribe con g minúscula, para diferenciarla de la constante de gravitación universal.2
La fuerza g para un objeto es de 0 g 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 alpunto 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 3 g.
La expresión "1 g= 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 fórmula 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
La tolerancia humana depende de la magnitud de la fuerza G, la duración, la dirección, el lugar aplicado y la postura del cuerpo.3
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 g, pero no produciría ningún daño real; 16G por un minuto puede ser, sin duda, mortal. Cuando hay vibración de por medio, fuerzas g 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.
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, se puede ver en un avión de combate o de acrobacia ya que los pilotos se ven expuestos a grandes cambios de gravedad.
En los aviones, las fuerzas g normalmente están orientadas hacia los pies, haciendo que llegue menos sangre al cerebro; causando principalmente problemas de visión y al cerebro. Además causa la casi inmovilidad de las extremidades, ya que deben soportar casi 1000 veces su peso. A medida que las fuerzas g aumentan puede ocurrir un grey-out o desmayo por falta de riego sanguíneo en el cerebro.
Recientes experimentos demuestran que las personas sin ninguna clase de entrenamiento pueden llegar a soportar 17 g hacia delante, (comparado contra los 12 g máximos de fuerza hacia atrás) por muchos minutos sin perder el conocimiento o terminar con daños aparentes.4
Capacidad de absorción de relojes mecánicos5 5.000–7.500 G
- Ralf Schumacher en Indianápolis sufrió un brutal accidente, del que salió sin graves problemas, pero con un pico de 72 g.
- En un viaje en montaña rusa se producen rápidos cambios entre g positivas (a menudo se suelen alcanzar sobre las 4 g) y negativas (sobre -1 g), lo que produce la sensación típica que llama la atención a la gente y hace que estas atracciones gusten tanto.
- Kenny Brack sufrió un accidente con un pico de 214 G en la categoría Indy Car el año 2003, en Texas. Esto le produjo la fractura de su esternón y fémur, así como el dislocamiento de su tobillo y una fractura por compresión en una vértebra, le tomo 18 meses recuperarse, para luego hacer una vuelta rápida en Indianápolis a 366 km/h.
Nota: El récord mundial voluntario que ha resistido el hombre en fuerza g es de 82,6 G durante sólo 0,04 segundos.
Las fuerzas G no son 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).
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.
Seguro que cuando das una curva en el coche, sientes que hay una fuerza que te está tirando hacia fuera de la curva.
A esa fuerza la llamamos centrífuga y en realidad no existe. Verás cuando das la curva con el coche, es en realidad el coche el que está cambiando de posición con respecto a tí. Tu cuerpo tiende a seguir en línea recta y por tanto sientes que te vas hacia fuera.
Esa fuerza depende del Radio de la curva y de la velocidad con la que das la curva.
En fórmula 1, los radios de las curvas son muy pequeñitos y las velocidades a las que se mueven son muy grandes, por tanto esa fuerza centrífuga es muy grande. Igual pasa con los pilotos de cazas (no los de aviones comerciales, porque un avión comercial no se mueve ni tan rápido ni tiene tanta capacidad de maniobra como para dar una curva cerrada).
También sientes aceleraciones bruscas al frenar, y este es el caso también de los pilotos de formula 1, donde una frenada puede suponer una desaceleración de 2-3 G. Aquí es donde sufre el cuello, pues tu cabeza pesaría 2-3 veces mas de lo normal.
Una fuerza G, es una fuerza que se mide en comparación con la fuerza de la gravedad. Una fuerza 1G es directamente tu peso (es decir, una vez la fuerza que ejerce la Tierra sobre tí). Una fuerza 2G es el doble de tu peso, ... Una fuerza de 10G es una fuerza 10 veces mayor que tu peso.
Te diré que una fuerza de 10G comienza a ser peligrosa, una fuerza de 12G durante un par de segundos es una muerte segura debido a que tu sangre pesa 12 veces más de lo que debería pesar y tus arterias no son capaces de soportar eso, con lo que directamente se romperian.
En un accidente de choque a 120 Km/h contra un muro, sufres una fuerza de 12G. Aunque lleves cinturón de seguridad y tu coche tenga airbag, mueres casi con seguridad porque se te acaba rompiendo la arteria aorta con la desaceleración aunque tu cabeza no se haya golpeado con nada.
Con una aceleración de 7-8 G, se produce un desvanecimiento. Tus arterias aguantan, pero tu corazón no tiene suficiente fuerza como para que llegue sangre a tu cerebro (así que el desvanecimiento es seguro).
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.
Seguro que cuando das una curva en el coche, sientes que hay una fuerza que te está tirando hacia fuera de la curva.
A esa fuerza la llamamos centrífuga y en realidad no existe. Verás cuando das la curva con el coche, es en realidad el coche el que está cambiando de posición con respecto a tí. Tu cuerpo tiende a seguir en línea recta y por tanto sientes que te vas hacia fuera.
Esa fuerza depende del Radio de la curva y de la velocidad con la que das la curva.
En fórmula 1, los radios de las curvas son muy pequeñitos y las velocidades a las que se mueven son muy grandes, por tanto esa fuerza centrífuga es muy grande. Igual pasa con los pilotos de cazas (no los de aviones comerciales, porque un avión comercial no se mueve ni tan rápido ni tiene tanta capacidad de maniobra como para dar una curva cerrada).
También sientes aceleraciones bruscas al frenar, y este es el caso también de los pilotos de formula 1, donde una frenada puede suponer una desaceleración de 2-3 G. Aquí es donde sufre el cuello, pues tu cabeza pesaría 2-3 veces mas de lo normal.
Una fuerza G, es una fuerza que se mide en comparación con la fuerza de la gravedad. Una fuerza 1G es directamente tu peso (es decir, una vez la fuerza que ejerce la Tierra sobre tí). Una fuerza 2G es el doble de tu peso, ... Una fuerza de 10G es una fuerza 10 veces mayor que tu peso.
Te diré que una fuerza de 10G comienza a ser peligrosa, una fuerza de 12G durante un par de segundos es una muerte segura debido a que tu sangre pesa 12 veces más de lo que debería pesar y tus arterias no son capaces de soportar eso, con lo que directamente se romperian.
En un accidente de choque a 120 Km/h contra un muro, sufres una fuerza de 12G. Aunque lleves cinturón de seguridad y tu coche tenga airbag, mueres casi con seguridad porque se te acaba rompiendo la arteria aorta con la desaceleración aunque tu cabeza no se haya golpeado con nada.
Con una aceleración de 7-8 G, se produce un desvanecimiento. Tus arterias aguantan, pero tu corazón no tiene suficiente fuerza como para que llegue sangre a tu cerebro (así que el desvanecimiento es seguro).
Gal es el nombre que se le asigna a la unidad de aceleración en elsistema cegesimal, esto es, al centímetro por segundo-2. El símbolo de esta unidad es Gal. Se le dio este nombre en honor a Galileo Galilei, quien fue el primero en medir la aceleración de la gravedad.
- Por definición
- 1 Gal = 1 cm s-2.
Su equivalencia con la unidad del SI es:
- 1 Gal = 0,01 m s-2
La aceleración gravitacional de la Tierra varía entre 976 y 983 Gal.
Aunque es una unidad inusual, por no pertenecer al Sistema Internacional de Unidades, mantiene cierto prestigio en algunos campos de la Ciencia (Geofísica, Geodesia,...).
No debe confundirse el Gal (aceleración) con el "gal" «con minúscula», que es el símbolo del "galón" (unidad inglesa de volumen).
metro por segundo al cuadrado o m/s2 es una unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades (SI) para medir la aceleración de un cuerpo. Está compuesta por las unidades básicas de longitud (metro). y la unidad estándar de tiempo (segundo). Utilizada como medida del incremento de la velocidad (en metros por segundo) conseguido cada segundo.
El símbolo de esta unidad puede ser escrita de varias formas: m/s2, m·s−2, o también m s−2.
Conversiones
| Unidad Base | Gal (cm/s2) | ft/s2 | m/s2 | Gravedad estandar (g0) |
|---|---|---|---|---|
| cm/s2 | 1 | 0.0328084 | 0.01 | 0.00101972 |
| ft/s2 | 30.4800 | 1 | 0.304800 | 0.0310810 |
| m/s2 | 100 | 3.28084 | 1 | 0.101972 |
| g0 | 980.665 | 32.1740 | 9.80665 | 1 |
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