Cálculo de la fuerza G y la velocidad

Como estamos en WB, dejemos que se trate más de los aspectos prácticos de esa pregunta, y luego simplemente ejerzamos en matemáticas de quinto grado.

Tirando de G: respuestas humanas a alta y baja gravedad, https://books.google.ru/books?id=8l-kRUbT6_QC&pg=PA72 , página 72 y 73
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Varios experimentos fueron realizados en Jhonsville, EE. UU., por NACA (agencia anterior a la NASA), en los años 1950-1957 para estudiar los efectos de la aceleración.

Con sofás de apoyo para el cuerpo, lograron un pico de 20,7 g durante un tiempo corto, 6 segundos, con 2 sujetos humanos de prueba diferentes.

Probaron también soporte sumergido en agua, proyecto llamado Iron Maiden - 32 g durante 25 segundos (menos que eso, enlace a continuación), informaron dolor leve en los senos paranasales después.
Nombre del objeto Gray, deseaba probar una aceleración de 40 g en esa configuración, pero 32 g era la máxima aceleración posible con esa configuración.

Supongo que la respiración líquida no se usó en ese momento, y como idea general parece bastante obvia y viene a la mente de las personas que no conocían tales pruebas en el pasado ( este , ese , yo incluido)

Estaba a punto de decir que establece la principal preocupación con los pulmones, parecen estar bien incluso sin usar la respiración líquida, pero sospecho un poco sobre ese tiempo de 25 segundos de expresión a esa aceleración cuando deseaban ir incluso por 40g, podrían usar solución salina.

Esta parte de la historia, al igual que algunos experimentos anteriores, se describe en la página de historia de la NASA http://history.nasa.gov/SP-4201/ch2-4.htm , que es más informativa para nosotros, cite:

En 1956, R. Flanagan Gray, médico del laboratorio de Johnsville, diseñó una cápsula centrífuga de aluminio que podía llenarse con agua y era lo suficientemente grande como para albergar a un hombre. Después de algunos problemas iniciales para instalar el artilugio en la centrífuga y perfeccionar un mecanismo de descarga automática de emergencia, la "Doncella de Hierro", como se le apodó de manera bastante inexacta, comenzó a utilizarse. En marzo de 1958, Gray, sumergido hasta las costillas en un dispositivo parecido a una bañera desarrollado en la Clínica Mayo durante la Segunda Guerra Mundial, había soportado 16 g de aceleración en la cabeza (de la cabeza a los pies). Luego, al año siguiente, Gray se encerró en el Iron Maiden y, colocado hacia atrás en el centro de rotación y sumergido en agua por encima de su cabeza, contuvo la respiración durante el patrón de 25 segundos para soportar un pico de 31 g transversal. aceleración durante cinco segundos.

Curiosamente, hay 2 momentos aquí: la dirección de la fuerza (de la cabeza a los pies) y la situación pulmonar (contuvo la respiración), nuevamente, no indica que no se usó solución salina, aunque considerando el posible perfil y el tiempo de exposición, los objetivos de la prueba (reingreso problema), inmersión parcial inicial (sumergido hasta las costillas) muy probable que no se haya utilizado.

Aunque incluso si no está claro si se usó o no la solución salina, está claro que la respiración líquida podría usarse para resolver el problema pulmonar a altas aceleraciones g. Las preocupaciones sobre órganos humanos más delicados como el cerebro están claramente fuera del alcance de la página de historia de la NASA, pero realizaron pruebas de choque con diferentes sujetos y, por alguna razón, es una conclusión: juzgaron que 83 g representaban el límite de tolerancia humana para la desaceleración.

Tiempo con perfil de aceleración constante, con aceleración a mitad de camino y desaceleración a mitad de camino

en el caso de parámetros iguales de aceleración y desaceleración$S=\frac{1}{2}S^\prime$dónde$S^\prime$es 111'125 kilómetros, y$t$es la mitad del tiempo debido al mismo tiempo de proceso de aceleración y desaceleración.

de esta manera 40.25g es una respuesta correcta.

Como se mencionó anteriormente, los resultados mostrados por NACA, esta fuerza (40 g) es probablemente lo que los humanos pueden tolerar incluso con soluciones de tecnología relativamente baja.

El tiempo en las pruebas realizadas es considerablemente inferior a 1061 segundos, aunque la respiración líquida podría ser una de las formas de resolver el mayor problema de olvido con la integridad pulmonar. Probablemente sean necesarias pocas operaciones para una exposición de alta g durante más tiempo, pero no es obvio si es necesario para exposiciones relativamente cortas como 20 min.

Otra preocupación es la separación de los orgánulos celulares, pero comienza desde unos pocos cientos de g para ese momento, no es una preocupación aquí.

Mi conclusión sería que no solo es posible soportar 40 g, sino que es relativamente fácil lograr esa resistencia. Mis expectativas son al menos un par de veces más altas en términos del valor de aceleración, y mucho más altas en términos de tiempo, con el avance de la tecnología para resolver el problema de aceleración de alta g. El agua/líquido no es la única forma de resolver el problema, hay otras formas como reforzar la parte del cuerpo que está bajo estrés, reemplazar el agua y la respiración líquida con materiales inteligentes y probablemente otras formas de lograr buenos resultados.

Para los humanos que estoy esperando:
100 g esperando al menos ese valor, se sorprenderá mucho, si no es posible
no esperar 1000 g, aunque se sorprenderá gratamente, si es posible
definitivamente no esperar 10000 g con cualquier solución basada en materia, será muy, muy sorprendido (y sospechoso sea que haga trampa o no).

• valores, el nivel de sorpresa es para un organismo activamente funcional, sin soluciones criogénicas y demás, ya que probablemente estén fuera del alcance de la pregunta de OP, debido al tiempo relativamente corto (aunque podría ser posible congelar y descongelar humanos en minutos o menos ( tal vez incluso segundos), es más la cuestión de que este procedimiento no haga daño y sea compatible con live)