g-force 人體承受計算機
G力的基本概念
- 1G是什麼？
- 1G代表的是地球表面的重力加速度，也就是我們日常所感受到的重力大小。
- 當我們靜止站立在地面上時，我們就承受了1G的重力。
- G力是如何產生的？
- G力是物體在加速或減速時產生的一種力。
- 當物體的速度或方向改變時，就會產生一個與運動方向相反的力，這個力就是G力。
G力的影響
- 人體對G力的反應
- 正G力： 當我們向上加速或向下減速時，會感受到身體被向下壓的感覺，就像坐雲霄飛車向下衝時一樣。過大的正G力會導致血液向下流動，影響腦部供血，甚至造成昏迷。
- 負G力： 當我們向下加速或向上減速時，會感受到身體被向上提的感覺，就像跳起來瞬間失重一樣。過大的負G力會導致血液向上流動，影響視力，甚至造成紅視或黑視。
g-force 是重力加速度的倍數，可以用來表示物體受力時的加速度。如果我們假設一個人可以承受的 g-force 為 nnn g，那麼對應的力 FFF 可以用下列公式計算：
[math] F=n×m×gF [/math]
其中：
- F 是施加在身體上的力（牛頓，N）
- n 是 g-force 倍數（例如 6-8 g）
- m 是人體的質量（公斤，kg）
- g 是重力加速度（約 9.8 米/秒²）
將這個力換算成「相當於的重量」，就是將力 F 除以地球重力加速度 g，得到相當於的公斤數：
相當於的重量 = [math]\frac{F}{g} = n *m [/math]
計算示例
假設一個人體重為 70 公斤，承受 6-8 g 的加速度。
- 6 g 時： [math] F=6×70×9.8F [/math] =相當於的重量 = 420 公斤
- 8 g 時： [math] F=8×70×9.8F [/math] = 相當於的重量 = 560 公斤
解釋
在 6-8 g 的加速度下，對應的力相當於該人體重的 6-8 倍。所以一個 70 公斤的人在承受 6-8 g 的瞬時加速度時，感受到的力量大約相當於 420 到 560 公斤的重量。這種情況下，人體可能會承受非常大的壓力，並且在某些情況下可能會導致致命的損傷。
不同的交通工具在運動或加速時會產生不同程度的 g-force。以下是一些常見交通工具和情況下的 g-force 參數：
1. 汽車
- 急加速或急煞車：通常在 0.5 g 到 1 g 之間，取決於車輛性能和路面條件。
- 賽車（如 F1 賽車）：在轉彎、急煞車和急加速時，可以達到 2 g 至 5 g。
2. 機車
- 一般騎乘：加速時約 0.3 g 到 0.6 g。
- 競賽機車：在急速轉彎或急煞車時，最高可達到約 1.5 g 至 2 g。
3. 雲霄飛車
- 普通雲霄飛車：在急轉彎和急速下降時通常會達到 3 g 到 4 g，部分極限設計的雲霄飛車可達到 5 g。
- 特殊設計的雲霄飛車：有些設計較為激進的雲霄飛車，特定部分甚至可以達到 6 g，但通常會受到嚴格限制，以確保乘客安全。
4. 太空火箭
- 發射階段：太空火箭發射時，宇航員通常會經歷 3 g 到 4 g 左右的加速度。當火箭推進力增大時，g-force 會增加，在登頂時通常達到 4 g 到 5 g 左右。
- 返回地球：在進入大氣層時，由於大氣阻力，g-force 會更高，通常可達到 6 g 到 8 g。
5. 飛機
- 起飛與降落：商用飛機起飛和降落時的加速度通常在 0.4 g 到 0.6 g 之間。
- 特技飛行：特技飛行員可能會經歷 6 g 到 9 g 的加速度，這對於訓練有素的飛行員來說是可以承受的，但超過這一範圍可能會導致失去知覺。
6. 自由落體（如跳傘）
- 跳傘：在自由落體中，g-force 接近 1 g，因為此時重力和空氣阻力達到平衡。
- 高空跳傘（如從極高高度跳傘）：由於高度和速度增加，可能經歷約 1.5 g 到 2 g 左右的加速度。
這些 g-force 的數值都是近似值，實際情況可能會因多種因素（如加速度持續時間、方向、交通工具的設計）而有所不同。高 g-force 會對人體產生較大的壓力，因此在涉及極端加速度的交通工具（如太空火箭和特技飛機）中，通常會有專門的設備和訓練來幫助減輕影響。
墜機時的 g-force 會因多種因素而變化，例如墜落的速度、飛機的角度、碰撞的地形等。以下是一些一般情況下的參考：
一萬英呎高空飛機 墜機過程中的 g-force
- 自由落體期間：在沒有任何阻力的理想情況下，飛機在自由落體過程中經歷的 g-force 是 1 g，這是地球上的標準重力加速度。
- 減速和碰撞：當飛機接觸地面並迅速減速時，g-force 會劇烈增加。具體值取決於減速過程的時間長短和地面情況。在極端情況下，g-force 可以達到數十 g。典型的墜機碰撞 g-force 可能在 20 g 到 100 g 之間，這取決於墜機的情況。
一萬英呎高空
- 高度的影響：在 10,000 英呎（約 3,048 米）的高空，自由落體所經歷的 g-force 仍然是 1 g，因為這只是受重力作用的自然加速度。
- 終端速度：由於空氣阻力，物體在自由落體過程中最終會達到一個終端速度，此時加速度會減少，g-force 會穩定在約 1 g 左右。
- 墜地時的 g-force：當飛機接觸地面或水面，g-force 會瞬間增加。如果飛機以高速垂直撞擊地面，g-force 可能會瞬間達到極高的數值，甚至超過 50 g 或更多，這對乘客來說通常是致命的。
實際情況
- 生存可能性：在某些墜機事故中，雖然 g-force 極高，但乘客可能因為飛機結構的分散衝擊或座椅安全設計而倖存。然而，超過 20 g 的瞬時加速度通常會導致致命的內部傷害。
總結來說，墜機時的 g-force 會因環境、速度和碰撞的情況而變化，但通常在碰撞瞬間的 g-force 極高，這也是為什麼大部分高空墜機事故都很難生還的原因。
