F = ma conectează forța, masa și accelerația. Dublează forța, dublează accelerația. Înjumătățește masa, dublează accelerația.

• 1 N = 1 kg·m/s²
• Mai multă forță → mai multă accelerație
• Mai puțină masă → mai multă accelerație
• Cantitate vectorială: are direcție

Viteza este rapiditatea cu direcție. Accelerația este cât de repede se schimbă viteza — accelerând, încetinind sau schimbând direcția.

• Pozitivă: accelerare
• Negativă: încetinire (decelerație)
• Mașină în viraj: accelerează (direcția se schimbă)
• Viteză constantă ≠ accelerație zero dacă virează

Forța-G măsoară accelerația ca multipli ai gravitației Pământului. 1g = 9,81 m/s². Piloții de vânătoare simt 9g, astronauții 3-4g la lansare.

• 1g = stând pe Pământ
• 0g = cădere liberă / orbită
• g negativ = accelerație în sus (sânge la cap)
• 5g+ susținut necesită antrenament

Standard internațional care utilizează m/s² ca bază cu scalare zecimală. Sistemul CGS utilizează Gal pentru geofizică.

• m/s² — unitate de bază SI, universală
• km/h/s — auto (timpi 0-100 km/h)
• Gal (cm/s²) — geofizică, cutremure
• miligal — prospecțiuni gravimetrice, efecte mareice

Unitățile obișnuite din SUA încă sunt folosite în domeniul auto și aviația americană alături de standardele metrice.

• ft/s² — standard de inginerie
• mph/s — curse de drag, specificații auto
• in/s² — accelerație la scară mică
• mi/h² — rar utilizat (studii de autostradă)

Contextele aviatice, aerospațiale și medicale exprimă accelerația ca multipli-g pentru înțelegerea intuitivă a toleranței umane.

• forță-g — raport adimensional față de gravitația Pământului
• Gravitație standard — 9,80665 m/s² (exact)
• Miligravitație — cercetare în microgravitație
• g planetar — Marte 0,38g, Jupiter 2,53g

Ecuațiile de bază leagă accelerația, viteza, distanța și timpul în condiții de accelerație constantă.

• v₀ = viteză inițială
• v = viteză finală
• a = accelerație
• t = timp
• s = distanță

Obiectele care se mișcă în cercuri accelerează spre centru chiar și la viteză constantă. Formula: a = v²/r

• Orbită Pământului: ~0,006 m/s² spre Soare
• Mașină în viraj: se simte forța-g laterală
• Buclă de roller coaster: până la 6g
• Sateliti: accelerație centripetă constantă

Aproape de viteza luminii, accelerația devine complexă. Acceleratoarele de particule ating 10²⁰ g instantaneu la coliziune.

• Protonii LHC: 190 milioane g
• Dilatarea timpului afectează accelerația percepută
• Masa crește cu viteza
• Viteza luminii: limită de neatins

Accelerația definește performanța mașinii. Timpul 0-60 mph se traduce direct în accelerație medie.

• Mașină sport: 0-60 în 3s = 8,9 m/s² ≈ 0,91g
• Mașină economică: 0-60 în 10s = 2,7 m/s²
• Tesla Plaid: 1,99s = 13,4 m/s² ≈ 1,37g
• Frânare: -1,2g max (stradă), -6g (F1)

Limitele de proiectare ale aeronavelor se bazează pe toleranța la g. Piloții se antrenează pentru manevre cu g ridicat.

• Avion comercial: limită de ±2,5g
• Avion de vânătoare: capacitate de +9g / -3g
• Naveta spațială: 3g la lansare, 1,7g la reintrare
• Ejectare la 14g (limită de supraviețuire a pilotului)

Mici schimbări de accelerație dezvăluie structuri subterane. Centrifugele separă substanțe folosind accelerație extremă.

• Studiu gravimetric: precizie de ±50 microgali
• Cutremur: 0,1-1g tipic, 2g+ extrem
• Centrifugă de sânge: 1.000-5.000g
• Ultracentrifugă: până la 1.000.000g

Înmulțiți valoarea g cu 10 pentru o estimare rapidă (exact: 9,81)

• 3g ≈ 30 m/s² (exact: 29,43)
• 0,5g ≈ 5 m/s²
• Avion de vânătoare la 9g = 88 m/s²

Împărțiți 26,8 la secundele până la 60mph

• 3 secunde → 26,8/3 = 8,9 m/s²
• 5 secunde → 5,4 m/s²
• 10 secunde → 2,7 m/s²

Împărțiți la 2,237 pentru a converti mph/s în m/s²

• 1 mph/s = 0,447 m/s²
• 10 mph/s = 4,47 m/s²
• 20 mph/s = 8,94 m/s² ≈ 0,91g

Împărțiți la 3,6 (la fel ca la conversia vitezei)

• 36 km/h/s = 10 m/s²
• 100 km/h/s = 27,8 m/s²
• Rapid: împărțiți la ~4

1 Gal = 0,01 m/s² (centimetri în metri)

• 100 Gal = 1 m/s²
• 1000 Gal ≈ 1g
• 1 miligal = 0,00001 m/s²

Marte ≈ 0,4g, Lună ≈ 0,17g, Jupiter ≈ 2,5g

• Marte: 3,7 m/s²
• Lună: 1,6 m/s²
• Jupiter: 25 m/s²
• Venus ≈ Pământ ≈ 0,9g

Tesla Plaid: 0-60 mph în 1,99s. Care este accelerația?

60 mph = 26,82 m/s. a = Δv/Δt = 26,82/1,99 = 13,5 m/s² = 1,37g

F-16 care atinge 9g în ft/s²? Cutremur la 250 Gal în m/s²?

Avion: 9 × 9,81 = 88,3 m/s² = 290 ft/s². Cutremur: 250 × 0,01 = 2,5 m/s²

Sari cu o viteză de 3 m/s pe Lună (1,62 m/s²). Cât de sus ajungi?

v² = v₀² - 2as → 0 = 9 - 2(1,62)h → h = 9/3,24 = 2,78m (~9 ft)

Un purice accelerează la 100g când sare — mai repede decât lansarea unei navete spațiale. Picioarele lor acționează ca niște arcuri, eliberând energie în milisecunde.

Își accelerează cleștele la 10.000g, creând bule de cavitație care se prăbușesc cu lumină și căldură. Sticla de acvariu nu are nicio șansă.

Creierul uman poate supraviețui la 100g timp de 10ms, dar doar la 50g timp de 50ms. Loviturile din fotbalul american: 60-100g în mod regulat. Căștile distribuie timpul de impact.

Large Hadron Collider accelerează protonii la 99,9999991% din viteza luminii. Ei experimentează 190 de milioane de g, înconjurând inelul de 27 km de 11.000 de ori pe secundă.

Gravitația Pământului variază cu ±0,5% datorită altitudinii, latitudinii și densității subterane. Golful Hudson are cu 0,005% mai puțină gravitație din cauza rebound-ului post-glaciar.

O sanie a Forțelor Aeriene ale SUA a atins o decelerație de 1.017g în 0,65s folosind frâne cu apă. Manechinul de test a supraviețuit (la limită). Limita umană: ~45g cu sisteme de reținere adecvate.

Săritura lui Felix Baumgartner din 2012 de la 39 km a atins Mach 1,25 în cădere liberă. Accelerația a atins un vârf de 3,6g, decelerația la deschiderea parașutei: 8g.

Gravimetrele atomice detectează 10⁻¹⁰ m/s² (0,01 microgali). Pot măsura schimbări de înălțime de 1cm sau peșteri subterane de la suprafață.

Aristotel a susținut că obiectele mai grele cad mai repede. Galileo i-a demonstrat contrariul rostogolind bile de bronz pe plane înclinate (anii 1590). Diluând efectul gravitației, Galileo a putut cronometra accelerația cu clepsidre cu apă, descoperind că toate obiectele accelerează la fel, indiferent de masă.

Principia lui Newton (1687) a unificat conceptul: F = ma. Forța cauzează accelerație invers proporțională cu masa. Această singură ecuație a explicat căderea merelor, orbita lunilor și traiectoriile ghiulelelor. Accelerația a devenit legătura dintre forță și mișcare.

• 1590: Experimentele lui Galileo pe plan înclinat măsoară accelerația constantă
• 1638: Galileo publică Două Științe Noi, formalizând cinematica
• 1687: F = ma al lui Newton leagă forța, masa și accelerația
• A stabilit g ≈ 9,8 m/s² prin experimente cu pendulul

Oamenii de știință din secolul al XIX-lea au folosit pendule reversibile pentru a măsura gravitația locală cu o precizie de 0,01%, dezvăluind forma Pământului și variațiile de densitate. Unitatea Gal (1 cm/s², numită după Galileo) a fost oficializată în 1901 pentru studii geofizice.

În 1954, comunitatea internațională a adoptat 9,80665 m/s² ca gravitație standard (1g)—aleasă ca fiind la nivelul mării la 45° latitudine. Această valoare a devenit referința pentru limitele aviației, calculele forței-g și standardele de inginerie la nivel mondial.

• 1817: Pendulul reversibil al lui Kater atinge o precizie de ±0,01% a gravitației
• 1901: Unitatea Gal (cm/s²) standardizată pentru geofizică
• Anii 1940: Gravimetrul LaCoste permite studii de teren de 0,01 miligali
• 1954: ISO adoptă 9,80665 m/s² ca gravitație standard (1g)

Piloții de vânătoare din Al Doilea Război Mondial au experimentat leșinuri în timpul virajelor strânse—sângele se acumula departe de creier sub 5-7g susținut. După război, colonelul John Stapp a mers pe sănii-rachetă pentru a testa toleranța umană, supraviețuind la 46,2g în 1954 (decelerație de la 632 mph la zero în 1,4 secunde).

Cursa Spațială (anii 1960) a necesitat înțelegerea g-ului ridicat susținut. Yuri Gagarin (1961) a îndurat 8g la lansare și 10g la reintrare. Astronauții Apollo au înfruntat 4g. Aceste experimente au stabilit: oamenii tolerează 5g pe termen nelimitat, 9g pentru scurt timp (cu costume g), dar 15g+ riscă vătămări.

• 1946-1958: Testele pe sania-rachetă ale lui John Stapp (supraviețuire la 46,2g)
• 1954: Standardele pentru scaunul ejectabil stabilite la 12-14g pentru 0,1 secunde
• 1961: Zborul lui Gagarin dovedește viabilitatea călătoriilor spațiale umane (8-10g)
• Anii 1960: Dezvoltarea costumelor anti-g care permit manevre de 9g ale avioanelor de vânătoare

Large Hadron Collider (2009) accelerează protonii la 99,9999991% din viteza luminii, atingând 1,9×10²⁰ m/s² (190 milioane g) în accelerație circulară. La aceste viteze, efectele relativiste domină—masa crește, timpul se dilată și accelerația devine asimptotică.

Între timp, gravimetrele cu interferometru atomic (anii 2000+) detectează 10 nanogali (10⁻¹¹ m/s²)—atât de sensibile încât măsoară schimbări de înălțime de 1cm sau fluxul de apă subteran. Aplicațiile variază de la prospecțiuni petroliere la predicția cutremurelor și monitorizarea vulcanilor.

• Anii 2000: Gravimetrele atomice ating o sensibilitate de 10 nanogali
• 2009: LHC începe operațiunile (protoni la 190 de milioane g)
• 2012: Sateliții de cartografiere a gravitației măsoară câmpul Pământului cu o precizie de microgali
• Anii 2020: Senzorii cuantici detectează undele gravitaționale prin accelerații minuscule