¿Cuáles son todas las fuerzas a las que está sujeta una persona en una centrífuga simuladora de fuerza G?

Pregunta

¿Cuáles son todas las fuerzas a las que está sujeta una persona en un simulador de fuerza G?

Detalles

En una centrífuga de fuerza G, un piloto de prueba está expuesto a altas fuerzas G, sin embargo, recientemente he estado aprendiendo sobre la fuerza centrípeta y la fuerza de Coriolis (pseudofuerza). Me confundí un poco al considerar una centrífuga de fuerza G, ya que antes de considerar estas fuerzas correctamente, supuse que la única fuerza que actuaba sobre el piloto de prueba era la fuerza centrípeta, es por eso que en los videos de ellos se ve un pequeño contador de fuerza G que le dice cuántos g's con los que estaba lidiando el piloto antes de desmayarse.

Las imágenes muestran una representación de un piloto dentro de una centrífuga de fuerza G. El piloto se denota por la geometría de bronce/oro, el extremo circular representa la cabeza del piloto y el extremo cuadrado representa los pies del piloto, la plataforma a la que está sujeto el piloto representa sus pies.

ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí

Ahora, según tengo entendido, cuando las centrifugadoras aumentan las rpm, la sangre del piloto comienza a acumularse hacia sus pies, que es la fuerza centrípeta, lo entiendo y sé cómo calcularlo aproximadamente.

F = Masa (Velocidad ^ 2) / radio

Sin embargo, también existe la fuerza de la gravedad terrestre que no aumenta ni disminuye a medida que gira la centrífuga, pero mi pregunta principal es, ¿no hay otra fuerza que acelera al piloto en su asiento y esa fuerza depende de las rpm, incluso cuando las rpm se han nivelado y son constantes, esa fuerza todavía está allí sujetando a nuestro piloto en su asiento. ¿Es ese el caso? ¿O mientras el piloto sobreviva a la aceleración ya no estará sujeto a su asiento y la única fuerza que ahora siente es la fuerza centrípeta?

¿Es la fuerza que sujeta al piloto a su asiento el efecto coreolis y, de ser así, el componente de velocidad de la ecuación coreolis es la velocidad a la que el piloto viaja a lo largo de la circunferencia de la trayectoria circular?

Respuestas (1)

La forma en que describe las fuerzas depende del marco de referencia que elija. Puede elegir el marco de laboratorio, en el que el piloto está zumbando en círculos, entonces solo hay fuerza centrípeta (ignorando la gravedad) pero el piloto está experimentando una gran aceleración. Pero es más conveniente elegir el marco del piloto: está interesado en la experiencia del piloto, por lo que tiene sentido considerarlo desde su punto de vista.

En este marco, el piloto está estacionario y, además de la fuerza centrípeta en sus pies (o su trasero, si está sentado), hay una fuerza centrífuga. Esta es una pseudofuerza, solo existe porque el marco no es inercial, pero para el piloto es muy real. Crea un efecto como el de la gravedad (pero apuntando hacia afuera), haciéndola sentir mucho más pesada de lo normal.

En general, existe una segunda pseudofuerza en los marcos giratorios: la fuerza de Coriolis. Eso es cero aquí porque el piloto no se mueve en su propio marco. Si empezaba a agitar los brazos, sentiría la fuerza de Coriolis empujándolos.

'En general, hay una segunda pseudo-fuerza en marcos giratorios: la fuerza de Coriolis. Eso es cero aquí porque el piloto no se mueve en su propio marco. Si empezara a agitar los brazos, sentiría la fuerza de Coriolis empujándolos. Eso me confunde un poco, ¿entonces la piloto no se siente presionada contra su asiento? Tiene sentido cuando miras la ecuación, pero estoy luchando con eso intuitivamente, si ella tratara de ponerse de pie y dar un paso adelante (suponiendo que hubiera espacio para eso), ¿solo sentiría la fuerza de Coriolis?
Se siente absolutamente empujada contra su asiento. Esa es la fuerza centrífuga , una de las dos pseudo fuerzas, la otra de las cuales es la fuerza de Coriolis. La fuerza centrífuga no depende de su velocidad, Coriolis sí.
Entiendo la fuerza centrífuga, la sangre está siendo impulsada hacia sus pies y ella está siendo empujada contra su asiento, si hubiera una flecha estaría apuntando desde su cabeza hacia abajo, pero a lo que me refería es a que ella está siendo presionada contra su asiento, en mi mente habría una segunda fuerza empujándola hacia el respaldo de su asiento, la flecha de fuerza apuntando desde su pecho hacia su espalda. Eso es lo que no puedo captar.
Si la velocidad de rotación es constante, no hay fuerza que la empuje hacia el respaldo de su asiento. Si la tasa de rotación se acelera, hay una tercera pseudo fuerza, llamada fuerza de Euler, que la empuja hacia atrás.
Ah, entonces, si te quedas quieto y has superado la fuerza de Euler por falta de una palabra mejor adaptándote a la velocidad, hipotéticamente podrías escupir un poco de agua frente a tu cara y no volaría de regreso a tu cara, lo haría. simplemente ir al suelo como lo haría en un automóvil en movimiento?
Si el dispositivo se está acelerando, la saliva volará hacia tu cara y hacia el suelo. Si ha alcanzado su máxima velocidad y ya no cambia, no volverá a volar hacia tu cara.
¿Cuáles son todas las fuerzas a las que está sujeta una persona en una centrífuga simuladora de fuerza G?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v