G-Kuvveti Hesaplayıcı: g cinsinden ivme

G-Kuvveti Hesaplayıcı

G-kuvveti, Dünya yüzeyindeki yerçekiminin katı olarak ifade edilen bir ivmedir. "3 g" olarak tanımlanan bir dönüş, standart yerçekiminin üç katı ivmeye sahiptir. Bu hesaplayıcı bir ivmeyi g cinsine ve tekrar geri dönüştürür; ayrıca hız değişiminden veya dönüşten ivmeyi hesaplar.

Hesap makinesi ne yapar

Sayfada üç mod bulunur. Üçü de aynı sonuçta birleşir: metre/saniye kare, fit/saniye kare ve g cinsinden aynı anda gösterilen bir ivme.

Hız; metre/saniye, kilometre/saat, mil/saat, fit/saniye veya knot cinsinden girilebilir. Yarıçap; metre, kilometre, santimetre, fit, yard veya mil cinsinden girilebilir. Sitenin ortak birim kayıt sistemi, hesaplama yapılmadan önce her girdiyi dönüştürür; bu nedenle burada kullanılan fit, diğer tüm sayfalarda kullanılan fit ile aynıdır.

Sonuçlar sekiz anlamlı basamağa kadar gösterilir. Yalnızca görüntü yuvarlanır. Hesaplama, yazıldığı şekliyle değerler üzerinden yapılır. 0,0001 altındaki veya 1.000.000.000 ve üzerindeki sonuçlar bilimsel gösterimle, sıfır sonucu ise düz 0 olarak gösterilir.

Bir g ve g-kuvveti formülü

Bir g, $g_n$ ile gösterilen standart yerçekimidir. Bir ivmeyi g cinsine dönüştürmek için tek bir bölme işlemi yeterlidir:

$a_g = \frac{a}{g_n}, \qquad g_n = 9.80665\ \mathrm{m/s^2}$

burada $a$, metre/saniye kare cinsinden ivme; $a_g$ ise aynı ivmenin g cinsinden değeridir. $g_n$ ile çarpmak ters yönde dönüşüm sağlar.

Standart yerçekimi, belirli bir yerin ölçümü değil, bir uzlaşıdır. Gerçek yerçekimi ekvatorda ve dağda biraz daha zayıf, kutuplarda ise biraz daha güçlüdür. 3. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı, üzerinde anlaşılmış tek değeri 1901 yılında belirledi; NIST SP 811 Ek B'de bu değer listelenir. Bu nedenle sayı kesindir ve daha iyi bir deneyle değiştirilmeyecektir.

Fit/saniye kare, 1959 Uluslararası Yard ve Pound Anlaşması'nda tanımlanan fiti kullanır:

$a_{\mathrm{ft/s^2}} = \frac{a}{0.3048}$

burada 0,3048, bir fitte bulunan metre sayısıdır ve kesin değerdir.

Hız değişiminden g-kuvveti nasıl hesaplanır?

$a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$

burada $\Delta v$, metre/saniye cinsinden son hız eksi başlangıç hızı; $\Delta t$ ise değişimin saniye cinsinden ne kadar sürdüğüdür. Sonuç, bir tepe değeri değil, aralığın tamamı için ortalama değerdir.

Hız değişimi negatif olabilir. Yavaşlama negatif ivmedir; bu nedenle sayfa işareti korur ve sayıların yanında cismin hızlandığını veya yavaşladığını belirtir.

Dönüşte g-kuvveti nasıl hesaplanır?

$a = \frac{v^2}{r}$

burada $v$, çember üzerindeki metre/saniye cinsinden hız; $r$ ise çemberin metre cinsinden yarıçapıdır. Bu, bir cismi sabit hızla dairesel bir yolda tutan merkeze doğru ivme olan merkezcil ivmedir. Hızın karesiyle artar; bu nedenle aynı çember üzerindeki hızın iki katına çıkarılması g-kuvvetini dört katına çıkarır ve çember genişledikçe azalır.

Hızın karesini almak, hızın işaretini ortadan kaldırır. Bu yalnızca pratik bir tercih değil, doğrudur; çünkü cisim çember üzerinde hangi yönde hareket ederse etsin çekim içe doğrudur.

Hangi sabitler kesindir?

Bu dönüşümlerin dayandığı her sayı, ölçülmüş bir nicelik değil, bir standart kuruluşunun kabul ettiği tanımdır.

Sabit gibi görünen bir sayı aslında sabit değildir. İmparatorluk birimlerinde yerçekimi genellikle 32,17405 fit (9,81 m)/s² olarak verilir; bu bir yuvarlamadır. 9,80665 değerinin 0,3048 değerine gerçek oranı 32,174048556430450 ile başlar ve devam eder; dolayısıyla yazılan her ondalık değer bir yerde kesilir. Bu sayfaya 32,17405 fit/s² girildiğinde sonuç 9,8066504 m/s² olur; 9,80665 m/s² olmaz. Dokuzuncu basamakta ilk kez farklılaştıkları için her ikisi de sekiz anlamlı basamakta 1 g olarak görünür.

Çözümlü örnek

Bir otomobil 100 km/h hıza 4 saniyede ulaşıyor. Hız değişimi 27,777778 m/s olur. Bunun 4 saniyeye bölünmesiyle 6,9444444 m/s² elde edilir; sayfa bunu 22,78361 fit/s² ve 0,70813626 g olarak gösterir.

Bir otomobil 60 mil/saat hıza 6 saniyede ulaşıyor. Bir mil tam olarak 1.609,344 m olduğundan, 60 mil/saat tam olarak 26,8224 m/s eder. 6 saniyeye bölündüğünde sonuç tam olarak 4,4704 m/s² olur; bu da 14,666667 fit/s² ve 0,45585394 g değerine eşittir.

Bir otomobil 50 m yarıçaplı virajdan 200 km/h hızla geçiyor. Hız 55,555556 m/s olur. Bunun karesi alınıp 50 m yarıçapa bölündüğünde 61,728395 m/s² elde edilir; bu da 202,52098 fit/s² ve 6,2945445 g değerine eşittir.

Serbest düşme. Yalnızca yerçekiminin etkisiyle düşen bir cisim 9,80665 m/s² ivmelenir; bu, 32,174049 fit/s² ve tam olarak 1 g değeridir.

Hesaplama nasıl düzenlenir?

Sekiz anlamlı basamak, yuvarlama farklarını gösterecek kadar geniştir; bu nedenle hesaplama, okuyucunun yuvarlak bir sonuç beklediği noktalarda tam olarak birbirini götürecek şekilde düzenlenmiştir. 9,80665 m/s² girildiğinde 1 g, 1 g girildiğinde 9,80665 m/s² gösterilir; 1 fit/s² girildiğinde ise yine 1 fit/s² gösterilir ve sonda hiçbir artık basamak bulunmaz.

Hızlanma veya yavaşlama etiketi, ham değer yerine yuvarlanmış bir değere göre belirlenir. Bilgisayarlar bu sayıları ikili sistemde saklar ve sıfır olması gereken bir hız değişimi çoğu zaman sıfır olmaz: 0,1 artı 0,2 eksi 0,3 sonucu 0,000000000000000055511151 çıkar. Ham işaretten okunan etiket "hızlanıyor" derken, yanındaki kart bu kalıntıyı ivme olarak yazardı. Bu nedenle on iki ondalık basamakta sıfıra yuvarlanan her şey, hem etikette hem sayılarda hiç değişim yokmuş gibi bildirilir; böylece ikisi çelişemez. On iki basamak, bir okuyucunun burada gireceği her değerin çok altındadır. Bir değer verilen en küçük ivmelerden biri olan Pioneer anomalisi 0,00000000087 m/s² düzeyindedir ve bu eşikten bin kattan fazla büyüktür.

Hesaplayıcının reddettiği durumlar

Bir giriş kutusu, içine yazılan veya yapıştırılan her şeyi kabul eder ve paylaşılan bir bağlantı herhangi bir değer taşıyabilir; bu nedenle önemli kontroller formda değil, hesaplama kodunda yapılır.

Negatif ivmeler reddedilmez. İvme işaretlidir ve negatif değerler, yavaşlamanın olağan olduğu durumu temsil eder.

Bu değer ne değildir?

Bu, bir cismin hissettiği şey değil, ivmenin kendisidir. Hareketsiz duran bir kişi, zemin onu yukarı ittiği için bir ivmeölçerde zaten 1 g okur; bu sayfa girilen ivmeye bu temel değeri eklemez.

Hız değişimi modu, verilen süre boyunca ortalamayı bildirir. Çarpışma gibi kısa bir olayda tepe değer ortalamadan çok daha yüksek olabilir; bu nedenle aynı aralıkta örnekleme yapan bir cihaz daha yüksek bir değer okur. Dönüş modu sabit hız varsayar ve bu nedenle yalnızca ivmenin içe dönük kısmını hesaba katar. Dönüş sırasında hızlanmak veya yavaşlamak, bu değerin dışarıda bıraktığı yol boyunca bir ivme bileşeni ekler. Hesaplama Newton mekaniğine dayanır; görelilik düzeltmesi içermez.

Sık sorulan sorular

G-kuvveti nedir? Standart yerçekiminin katı olarak ifade edilen bir ivmedir. Bir g, 9,80665 m/s² olduğundan 3 g, bunun üç katı büyüklüğünde bir ivmedir. Adına rağmen bir kuvvet değil, ivmedir ve bir ivmenin başka bir ivmeye bölünmesi olduğundan kendine ait birimi yoktur.

m/s² değeri g cinsine nasıl dönüştürülür? 9,80665 değerine bölünür. 19,6133 m/s² ivme 2 g değerine eşittir. Ters yönde dönüşüm için g cinsinden değeri 9,80665 ile çarpın.

0'dan 60 mil/saat hıza 6 saniyede çıkmak kaç g'dir? Yaklaşık 0,46 g. 60 mil/saat, 26,8224 m/s değerine eşittir; 6 saniyeye bölündüğünde 4,4704 m/s² elde edilir ve bu değer 9,80665 değerine bölündüğünde 0,45585394 g çıkar. Bu, altı saniye boyunca alınan ortalamadır; aradaki tepe değer daha yüksektir.

Bir dönüşün g-kuvveti nasıl hesaplanır? Metre/saniye cinsinden hızın karesi alınır, metre cinsinden yarıçapa bölünür ve ardından 9,80665 değerine bölünür. 55,555556 m/s hızla 50 m yarıçaplı bir çemberde ivme 61,728395 m/s², yani 6,2945445 g olur.

32,17405 fit/s² bir g midir? Tam olarak değil. Bu, basamakları hiç bitmeyen bir oranın yuvarlanmış değeridir. Bu değer buraya girildiğinde sonuç 9,8066504 m/s² olur; 9,80665 m/s² olmaz. Yine de sekiz anlamlı basamakta her ikisi de 1 g olarak görünür.

Hızdaki negatif değişim neden negatif sonuç verir? Çünkü ivmenin bir yönü vardır. Hızdaki düşüş negatif ivmedir; bunu pozitif sayı olarak bildirmek, cismin yavaşladığı bilgisini ortadan kaldırır.

Bir insan kaç g'ye dayanabilir? Bu, ivmenin yönüne ve ne kadar sürdüğüne bağlıdır; ayrıca kişiden kişiye değişir. Bir süre boyunca birkaç g'lik ivmeye maruz kalmak, eğitimsiz bir kişide sorunlara yol açmaya yeterken çok daha büyük, ancak çok kısa bir ani artıştan sağ çıkmak mümkün olabilir. Bu sayfa ivmeyi bildirir ve değerlendirmeyi kullanıcıya bırakır. Buradaki her değeri tıbbi tavsiye değil, fizik bilgisi olarak değerlendirin.