Calculateur de force g

Ce calculateur de force g permet de déterminer l'accélération subie par un objet en mouvement en fonction de la force gravitationnelle de la Terre. L'outil définit d'abord l'accélération gravitationnelle, puis calcule la force g en fonction de la vitesse à laquelle l'objet se déplace.

Poursuivez votre lecture pour apprendre à calculer la force g à partir de la vitesse d'un objet.

La force g est la force par unité de masse subie par un objet soumis à l'accélération gravitationnelle, dont la valeur est de $9,\!81\ \mathrm{ m\!\cdot\!s}^{-2}$. La force subie par un objet à la surface de la terre est d'environ $1\, \ g$. Notez que l'unité $g$ est différente de l'unité de poids : grammes ($\text{g}$).

La force g est directement proportionnelle à l'accélération de l'objet. Un pilote peut, par exemple, être soumis à des forces g positives allant jusqu'à $8\,\ g$ et à des forces g négatives de l'ordre de$-5\,\ g$. Lorsque la valeur g est positive, la force g attire le sang du pilote vers ses pieds, ce qui entraîne des évanouissements ou des pertes de connaissance.

Une valeur g négative provoque un afflux de sang vers le cerveau et les yeux, ce qui se traduit par un gonflement des veines et une vision rougeâtre. Nous pouvons également ressentir des forces g lors d'un tour en montagnes russes, ce qui explique pourquoi certaines personnes perdent connaissance.

Mathématiquement, l'accélération gravitationnelle, $g$, pour un objet donné, s'exprime comme suit :

où :

• $G$ – constante universelle de gravitation : $6,\!674 \times 10^{-11} \text{ m}^{3}\!\cdot\!\text{kg}^{-1}\!\!\cdot\!\text{s}^{-2}$
• $M$ – masse du corps céleste (par exemple, la planète Terre)
• $r$ – rayon du corps céleste

Si vous connaissez la valeur de l'accélération gravitationnelle, vous pouvez calculer la force g à partir de la vitesse de l'objet. Supposons qu'un objet ait une vitesse initiale $v_0$ et une vitesse finale $v_1$ sur un intervalle de temps, $t$. L'équation suivante donne la force g, telle que :

Il est intéressant de noter que le terme $\large \frac {v_1 - v_0}{t}$ désigne l'accélération d'un objet.

Estimez la force g exercée sur une personne freinant brusquement sa voiture en $1 \text{ s}$. Cette dernière avait une vitesse de $60\ \mathrm{ km\!\cdot\!h^{-1}}$.

Pour calculer la force g :

1. Entrez la vitesse initiale : $v_0 = 60\ \mathrm{ km\!\cdot\!h^{-1}}$ ou $16,\!67\ \mathrm{ m\!\cdot\!s^{-1}}$.

2. Indiquez la vitesse finale : $v_1 = 0\ \mathrm{ km\!\cdot\!h^{-1}}$.

3. Entrez l'intervalle de temps : $t = 1\text{ s}$.

4. Le calculateur affiche la valeur de g en utilisant l'équation suivante :

Le conducteur ou la conductrice a subi une force g négative de $-1,\!697 \ g$ lorsqu'il ou elle a freiné soudainement.

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