Welchen Kräften ist eine Person in einer G-Kraft-Simulator-Zentrifuge ausgesetzt?

Frage

Welchen Kräften ist eine Person in einem G-Kraft-Simulator ausgesetzt?

Einzelheiten

In einer G-Kraft-Zentrifuge ist ein Testpilot hohen G-Kräften ausgesetzt, aber in letzter Zeit habe ich etwas über die Zentripetalkraft und die Coriolis-Kraft (Pseudokraft) gelernt. Ich war ein wenig verwirrt, als ich über eine G-Kraft-Zentrifuge nachdachte, da ich, bevor ich diese Kräfte richtig betrachtete, davon ausging, dass die einzige Kraft, die auf den Testpiloten einwirkt, die Zentripetalkraft war. Deshalb sehen Sie in Videos von ihnen einen kleinen G-Kraft-Zähler, der Ihnen sagt, wie viele g's, mit denen der Pilot zu tun hatte, bevor er/sie ohnmächtig wurde.

Die Bilder zeigen eine Darstellung eines Piloten in einer Zentrifuge mit G-Kraft. Der Pilot wird durch die bronze/goldene Geometrie gekennzeichnet, wobei das kreisförmige Ende den Kopf des Piloten darstellt und das quadratische Ende die Füße des Piloten darstellt, die Plattform, an der der Pilot befestigt ist, stellt seine Füße dar.

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So wie ich es jetzt verstehe, wenn die Drehzahl der Zentrifuge zunimmt, beginnt sich das Blut des Piloten in Richtung seiner Füße zu sammeln, was die Zentripetalkraft ist. Ich verstehe das und weiß, wie man es ungefähr berechnet

F = Masse (Geschwindigkeit^2) / Radius

Allerdings gibt es auch die Schwerkraft der Erde, die nicht zu- oder abnimmt, wenn sich die Zentrifuge dreht, aber meine Hauptfrage ist, gibt es nicht eine andere Kraft, die den Piloten in seinen Sitz beschleunigt, und diese Kraft hängt von der Drehzahl ab, selbst wenn Die Drehzahl hat sich eingependelt und ist konstant, diese Kraft ist immer noch da und drückt unseren Piloten in seinen Sitz. Ist das der Fall? Oder ist der Pilot, solange er die Beschleunigung überlebt, nicht mehr an seinem Sitz festgenagelt und spürt nur noch die Zentripetalkraft?

Ist die Kraft, die den Piloten an seinem Sitz festhält, der Coreolis-Effekt und wenn ja, ist die Geschwindigkeitskomponente der Coreolis-Gleichung die Geschwindigkeit, mit der sich der Pilot auf dem Umfang der Kreisbahn bewegt?

Antworten (1)

Die Art und Weise, wie Sie die Kräfte beschreiben, hängt vom gewählten Bezugssystem ab. Sie können den Laborrahmen wählen, in dem der Pilot im Kreis herumsaust – dann gibt es nur die Zentripetalkraft (die Schwerkraft ignorieren), aber der Pilot erfährt eine große Beschleunigung. Aber es ist bequemer, den Pilotenrahmen zu wählen - Sie interessieren sich für die Erfahrung des Piloten, daher ist es sinnvoll, es aus ihrer Sicht zu betrachten.

In diesem Rahmen ist die Pilotin stationär und neben der Zentripetalkraft auf ihre Füße (oder ihren Hintern, wenn sie sitzt) gibt es eine Zentrifugalkraft. Dies ist eine Pseudokraft – sie existiert nur, weil der Rahmen nicht träge ist – aber für den Piloten ist sie sehr real. Es erzeugt einen Effekt wie die Schwerkraft (aber nach außen gerichtet), wodurch sie sich viel schwerer als normal anfühlt.

Es gibt im Allgemeinen eine zweite Pseudokraft in rotierenden Rahmen: die Coriolis-Kraft. Das ist hier Null, weil sich der Pilot nicht in seinem eigenen Rahmen bewegt. Wenn sie anfing, mit den Armen herumzuschwenken, spürte sie, wie die Coriolis-Kraft auf sie drückte.

„In rotierenden Rahmen gibt es im Allgemeinen eine zweite Pseudokraft: die Coriolis-Kraft. Das ist hier Null, weil sich der Pilot nicht in seinem eigenen Rahmen bewegt. Wenn sie anfing, mit den Armen herumzuschwenken, würde sie spüren, wie die Coriolis-Kraft auf sie drückte.“ Das verwirrt mich etwas, also fühlt sich die Pilotin nicht an ihren Sitz gedrückt? Es macht Sinn, wenn Sie sich die Gleichung ansehen, aber ich kämpfe intuitiv damit, wenn sie versuchen würde, aufzustehen und einen Schritt nach vorne zu machen (vorausgesetzt, es wäre Platz dafür), würde sie nur dann die Coriolis-Kraft spüren?
Sie fühlt sich absolut gegen ihren Sitz gedrückt. Das ist die Zentrifugalkraft , eine der beiden Pseudokräfte, deren andere die Corioliskraft ist. Die Zentrifugalkraft hängt nicht von ihrer Geschwindigkeit ab, Coriolis schon.
Ich verstehe die Zentrifugalkraft, Blut wird zu ihren Füßen getrieben und sie wird gegen ihren Sitz gedrückt, wenn da ein Pfeil wäre, würde er von ihrem Kopf nach unten zeigen, aber was ich meinte, ist, dass sie gegen ihren Sitz gedrückt wird, In meiner Vorstellung würde es eine zweite Kraft geben, die sie auf die Rückenlehne ihres Sitzes drückte, der Pfeil der Kraft, der von ihrer Brust zu ihrem Rücken zeigte. Das kann ich nicht fassen.
Wenn die Rotationsgeschwindigkeit konstant ist, gibt es keine Kraft, die sie in die Rückenlehne ihres Sitzes drückt. Wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit beschleunigt, gibt es eine dritte Pseudokraft, die sogenannte Euler-Kraft, die sie nach hinten drückt.
Ah, also wenn Sie still bleiben und die Euler-Kraft überwunden haben, indem Sie sich mangels eines besseren Wortes an die Geschwindigkeit anpassen, könnten Sie hypothetisch etwas Wasser vor Ihr Gesicht spucken und es würde nicht zurück in Ihr Gesicht fliegen, es würde einfach zu Boden gehen wie in einem fahrenden Auto?
Wenn das Gerät schneller wird, fliegt die Spucke zurück in Ihr Gesicht und auf den Boden. Wenn es die volle Geschwindigkeit erreicht hat und sich nicht mehr ändert, wird es Ihnen überhaupt nicht zurückfliegen.
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