త్వరణం కన్వర్టర్
త్వరణం — సున్నా నుండి కాంతి వేగం వరకు
ఆటోమోటివ్, ఏవియేషన్, అంతరిక్షం మరియు భౌతిక శాస్త్రాలలో త్వరణ యూనిట్లను నేర్చుకోండి. g-బలాల నుండి గ్రహ గురుత్వాకర్షణల వరకు, ఆత్మవిశ్వాసంతో మార్చండి మరియు సంఖ్యల అర్థాన్ని తెలుసుకోండి.
త్వరణం యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు
న్యూటన్ రెండవ నియమం
F = ma బలం, ద్రవ్యరాశి మరియు త్వరణాన్ని కలుపుతుంది. బలాన్ని రెట్టింపు చేయండి, త్వరణం రెట్టింపు అవుతుంది. ద్రవ్యరాశిని సగానికి తగ్గించండి, త్వరణం రెట్టింపు అవుతుంది.
- 1 N = 1 kg·m/s²
- ఎక్కువ బలం → ఎక్కువ త్వరణం
- తక్కువ ద్రవ్యరాశి → ఎక్కువ త్వరణం
- వెక్టర్ పరిమాణం: దిశను కలిగి ఉంటుంది
వేగం వర్సెస్ త్వరణం
వేగం అనేది దిశతో కూడిన వేగం. త్వరణం అనేది వేగం ఎంత వేగంగా మారుతుందో చూపిస్తుంది — వేగవంతం కావడం, నెమ్మదించడం లేదా దిశను మార్చడం.
- ధనాత్మకం: వేగవంతం కావడం
- రుణాత్మకం: నెమ్మదించడం (క్షీణత)
- తిరుగుతున్న కారు: త్వరణంలో ఉంది (దిశ మారుతుంది)
- స్థిరమైన వేగం ≠ సున్నా త్వరణం (తిరుగుతున్నప్పుడు)
G-ఫోర్స్ వివరణ
G-ఫోర్స్ భూమి గురుత్వాకర్షణ యొక్క గుణకాలుగా త్వరణాన్ని కొలుస్తుంది. 1g = 9.81 m/s². ఫైటర్ పైలట్లు 9g, వ్యోమగాములు ప్రయోగ సమయంలో 3-4g అనుభూతి చెందుతారు.
- 1g = భూమిపై నిలబడటం
- 0g = స్వేచ్ఛా పతనం / కక్ష్య
- రుణాత్మక g = పైకి త్వరణం (రక్తం తలకు వెళ్తుంది)
- నిరంతర 5g+ కు శిక్షణ అవసరం
- 1g = 9.80665 m/s² (ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణ - ఖచ్చితం)
- త్వరణం అనేది కాలంతో పాటు వేగంలో మార్పు (Δv/Δt)
- దిశ ముఖ్యం: స్థిరమైన వేగంతో తిరగడం = త్వరణం
- G-బలాలు ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణ యొక్క పరిమాణరహిత గుణకాలు
యూనిట్ సిస్టమ్స్ వివరణ
SI/మెట్రిక్ & CGS
m/s² ను బేస్ గా మరియు దశాంశ స్కేలింగ్ తో ఉపయోగించే అంతర్జాతీయ ప్రమాణం. CGS వ్యవస్థ జియోఫిజిక్స్ కోసం గాల్ ను ఉపయోగిస్తుంది.
- m/s² — SI బేస్ యూనిట్, సార్వత్రికం
- km/h/s — ఆటోమోటివ్ (0-100 km/h సమయాలు)
- గాల్ (cm/s²) — జియోఫిజిక్స్, భూకంపాలు
- మిల్లీగాల్ — గురుత్వాకర్షణ అన్వేషణ, టైడల్ ప్రభావాలు
ఇంపీరియల్/US సిస్టమ్
అమెరికన్ ఆటోమోటివ్ మరియు ఏవియేషన్ లో మెట్రిక్ ప్రమాణాలతో పాటు US కస్టమరీ యూనిట్లు ఇప్పటికీ ఉపయోగించబడుతున్నాయి.
- ft/s² — ఇంజనీరింగ్ ప్రమాణం
- mph/s — డ్రాగ్ రేసింగ్, కారు స్పెక్స్
- in/s² — చిన్న-స్థాయి త్వరణం
- mi/h² — అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది (హైవే అధ్యయనాలు)
గురుత్వాకర్షణ యూనిట్లు
ఏవియేషన్, ఏరోస్పేస్ మరియు వైద్య సందర్భాలలో మానవ సహనాన్ని సులభంగా అర్థం చేసుకోవడానికి త్వరణాన్ని g-గుణకాలుగా వ్యక్తపరుస్తారు.
- g-ఫోర్స్ — భూమి గురుత్వాకర్షణకు పరిమాణరహిత నిష్పత్తి
- ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణ — 9.80665 m/s² (ఖచ్చితం)
- మిల్లీగ్రావిటీ — మైక్రోగ్రావిటీ పరిశోధన
- గ్రహ g — మార్స్ 0.38g, జూపిటర్ 2.53g
త్వరణం యొక్క భౌతికశాస్త్రం
గతి శాస్త్ర సమీకరణాలు
స్థిరమైన త్వరణంలో త్వరణం, వేగం, దూరం మరియు సమయాన్ని కలిపే ప్రధాన సమీకరణాలు.
- v₀ = ప్రారంభ వేగం
- v = తుది వేగం
- a = త్వరణం
- t = సమయం
- s = దూరం
కేంద్రాభిముఖ త్వరణం
వృత్తాలలో కదిలే వస్తువులు స్థిరమైన వేగంతో ఉన్నప్పటికీ కేంద్రం వైపు త్వరణం చెందుతాయి. సూత్రం: a = v²/r
- భూమి కక్ష్య: సూర్యుని వైపు ~0.006 m/s²
- తిరుగుతున్న కారు: పార్శ్వ g-ఫోర్స్ అనుభూతి చెందుతుంది
- రోలర్ కోస్టర్ లూప్: 6g వరకు
- ఉపగ్రహాలు: స్థిరమైన కేంద్రాభిముఖ త్వరణం
సాపేక్ష ప్రభావాలు
కాంతి వేగానికి సమీపంలో, త్వరణం సంక్లిష్టంగా మారుతుంది. పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్లు टक्कर సమయంలో తక్షణమే 10²⁰ g ను సాధిస్తాయి.
- LHC ప్రోటాన్లు: 190 మిలియన్ g
- కాల వ్యాకోచం గ్రహించిన త్వరణాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది
- వేగంతో ద్రవ్యరాశి పెరుగుతుంది
- కాంతి వేగం: చేరుకోలేని పరిమితి
సౌర వ్యవస్థ అంతటా గురుత్వాకర్షణ
ఖగోళ వస్తువుల అంతటా ఉపరితల గురుత్వాకర్షణ నాటకీయంగా మారుతుంది. భూమి యొక్క 1g ఇతర ప్రపంచాలతో ఎలా పోలుస్తుందో ఇక్కడ ఉంది:
| ఖగోళ వస్తువు | ఉపరితల గురుత్వాకర్షణ | వాస్తవాలు |
|---|---|---|
| సూర్యుడు | 274 m/s² (28g) | ఏ అంతరిక్ష నౌకనైనా నలిపివేస్తుంది |
| బృహస్పతి | 24.79 m/s² (2.53g) | అతిపెద్ద గ్రహం, ఘన ఉపరితలం లేదు |
| నెప్ట్యూన్ | 11.15 m/s² (1.14g) | మంచు దిగ్గజం, భూమిని పోలి ఉంటుంది |
| శని | 10.44 m/s² (1.06g) | పరిమాణం ఉన్నప్పటికీ తక్కువ సాంద్రత |
| భూమి | 9.81 m/s² (1g) | మన రిఫరెన్స్ ప్రమాణం |
| శుక్రుడు | 8.87 m/s² (0.90g) | భూమికి దాదాపు కవల |
| యురేనస్ | 8.87 m/s² (0.90g) | శుక్రుడితో సమానం |
| అంగారకుడు | 3.71 m/s² (0.38g) | ఇక్కడ నుండి ప్రయోగించడం సులభం |
| బుధుడు | 3.7 m/s² (0.38g) | అంగారకుడి కంటే కొంచెం తక్కువ |
| చంద్రుడు | 1.62 m/s² (0.17g) | అపోలో వ్యోమగాముల గెంతులు |
| ప్లూటో | 0.62 m/s² (0.06g) | మరుగుజ్జు గ్రహం, చాలా తక్కువ |
మానవులపై G-ఫోర్స్ ప్రభావాలు
వివిధ g-బలాలు ఎలా ఉంటాయో మరియు వాటి శారీరక ప్రభావాలను అర్థం చేసుకోవడం:
| సందర్భం | G-ఫోర్స్ | మానవ ప్రభావం |
|---|---|---|
| నిశ్చలంగా నిలబడటం | 1g | సాధారణ భూమి గురుత్వాకర్షణ |
| ఎలివేటర్ ప్రారంభం/ఆపు | 1.2g | గమనించలేనంత తక్కువ |
| కారు గట్టిగా బ్రేక్ వేయడం | 1.5g | సీట్ బెల్ట్ కు వ్యతిరేకంగా నెట్టడం |
| రోలర్ కోస్టర్ | 3-6g | భారీ ఒత్తిడి, ఉత్కంఠభరితం |
| ఫైటర్ జెట్ మలుపు | 9g | టన్నెల్ దృష్టి, స్పృహ కోల్పోయే అవకాశం |
| F1 కారు బ్రేకింగ్ | 5-6g | హెల్మెట్ 30 కిలోలు బరువుగా అనిపిస్తుంది |
| రాకెట్ ప్రయోగం | 3-4g | ఛాతీపై ఒత్తిడి, శ్వాస తీసుకోవడం కష్టం |
| పారాచూట్ తెరవడం | 3-5g | చిన్న కుదుపు |
| క్రాష్ టెస్ట్ | 20-60g | తీవ్ర గాయం అయ్యే అవకాశం |
| ఎజెక్షన్ సీటు | 12-14g | వెన్నెముక సంకోచ ప్రమాదం |
నిజ-ప్రపంచ అనువర్తనాలు
ఆటోమోటివ్ పనితీరు
త్వరణం కారు పనితీరును నిర్వచిస్తుంది. 0-60 mph సమయం నేరుగా సగటు త్వరణంగా అనువదించబడుతుంది.
- స్పోర్ట్స్ కారు: 3 సెకన్లలో 0-60 = 8.9 m/s² ≈ 0.91g
- ఎకానమీ కారు: 10 సెకన్లలో 0-60 = 2.7 m/s²
- Tesla Plaid: 1.99s = 13.4 m/s² ≈ 1.37g
- బ్రేకింగ్: -1.2g గరిష్ట (వీధి), -6g (F1)
ఏవియేషన్ & ఏరోస్పేస్
విమాన రూపకల్పన పరిమితులు g-సహనంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. పైలట్లు అధిక-g విన్యాసాల కోసం శిక్షణ పొందుతారు.
- వాణిజ్య జెట్: ±2.5g పరిమితి
- ఫైటర్ జెట్: +9g / -3g సామర్థ్యం
- స్పేస్ షటిల్: 3g ప్రయోగం, 1.7g పునఃప్రవేశం
- 14g వద్ద ఎజెక్ట్ (పైలట్ మనుగడ పరిమితి)
జియోఫిజిక్స్ & మెడికల్
చిన్న త్వరణ మార్పులు భూగర్భ నిర్మాణాలను వెల్లడిస్తాయి. సెంట్రిఫ్యూజ్ లు విపరీతమైన త్వరణాన్ని ఉపయోగించి పదార్థాలను వేరు చేస్తాయి.
- గురుత్వాకర్షణ సర్వే: ±50 మైక్రోగాల్ ఖచ్చితత్వం
- భూకంపం: 0.1-1g సాధారణంగా, 2g+ విపరీతంగా
- రక్త సెంట్రిఫ్యూజ్: 1,000-5,000g
- అల్ట్రాసెంట్రిఫ్యూజ్: 1,000,000g వరకు
త్వరణ బెంచ్మార్కులు
| సందర్భం | త్వరణం | గమనికలు |
|---|---|---|
| నత్త | 0.00001 m/s² | అత్యంత నెమ్మది |
| మానవ నడక ప్రారంభం | 0.5 m/s² | సున్నితమైన త్వరణం |
| నగర బస్సు | 1.5 m/s² | సౌకర్యవంతమైన రవాణా |
| ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణ (1g) | 9.81 m/s² | భూమి ఉపరితలం |
| స్పోర్ట్స్ కారు 0-60mph | 10 m/s² | 1g త్వరణం |
| డ్రాగ్ రేసింగ్ ప్రారంభం | 40 m/s² | 4g వీలీ భూభాగం |
| F-35 కాటపుల్ట్ ప్రయోగం | 50 m/s² | 2 సెకన్లలో 5g |
| ఫిరంగి గుండు | 100,000 m/s² | 10,000g |
| బారెల్ లో బుల్లెట్ | 500,000 m/s² | 50,000g |
| CRT లో ఎలక్ట్రాన్ | 10¹⁵ m/s² | సాపేక్షం |
త్వరిత మార్పిడి గణితం
g నుండి m/s²
త్వరిత అంచనా కోసం g-విలువను 10 తో గుణించండి (ఖచ్చితం: 9.81)
- 3g ≈ 30 m/s² (ఖచ్చితం: 29.43)
- 0.5g ≈ 5 m/s²
- 9g వద్ద ఫైటర్ = 88 m/s²
0-60 mph నుండి m/s²
60mph కు పట్టే సెకన్లతో 26.8 ను భాగించండి
- 3 సెకన్లు → 26.8/3 = 8.9 m/s²
- 5 సెకన్లు → 5.4 m/s²
- 10 సెకన్లు → 2.7 m/s²
mph/s ↔ m/s²
mph/s ను m/s² కు మార్చడానికి 2.237 తో భాగించండి
- 1 mph/s = 0.447 m/s²
- 10 mph/s = 4.47 m/s²
- 20 mph/s = 8.94 m/s² ≈ 0.91g
km/h/s నుండి m/s²
3.6 తో భాగించండి (వేగ మార్పిడి వలె)
- 36 km/h/s = 10 m/s²
- 100 km/h/s = 27.8 m/s²
- త్వరితంగా: ~4 తో భాగించండి
గాల్ ↔ m/s²
1 గాల్ = 0.01 m/s² (సెంటీమీటర్ల నుండి మీటర్లు)
- 100 గాల్ = 1 m/s²
- 1000 గాల్ ≈ 1g
- 1 మిల్లీగాల్ = 0.00001 m/s²
గ్రహాల త్వరిత రిఫరెన్సులు
మార్స్ ≈ 0.4g, చంద్రుడు ≈ 0.17g, జూపిటర్ ≈ 2.5g
- మార్స్: 3.7 m/s²
- చంద్రుడు: 1.6 m/s²
- జూపిటర్: 25 m/s²
- వీనస్ ≈ భూమి ≈ 0.9g
మార్పిడులు ఎలా పనిచేస్తాయి
- దశ 1: మూలాన్ని → m/s² కు toBase ఫ్యాక్టర్ ఉపయోగించి మార్చండి
- దశ 2: m/s² ను → లక్ష్యానికి లక్ష్యం యొక్క toBase ఫ్యాక్టర్ ఉపయోగించి మార్చండి
- ప్రత్యామ్నాయం: అందుబాటులో ఉంటే ప్రత్యక్ష ఫ్యాక్టర్ ఉపయోగించండి (g → ft/s²: 32.17 తో గుణించండి)
- సాధారణ తనిఖీ: 1g ≈ 10 m/s², ఫైటర్ జెట్ 9g ≈ 88 m/s²
- ఆటోమోటివ్ కోసం: 3 సెకన్లలో 0-60 mph ≈ 8.9 m/s² ≈ 0.91g
సాధారణ మార్పిడి రిఫరెన్స్
| నుండి | కు | దీనితో గుణించండి | ఉదాహరణ |
|---|---|---|---|
| g | m/s² | 9.80665 | 3g × 9.81 = 29.4 m/s² |
| m/s² | g | 0.10197 | 20 m/s² × 0.102 = 2.04g |
| m/s² | ft/s² | 3.28084 | 10 m/s² × 3.28 = 32.8 ft/s² |
| ft/s² | m/s² | 0.3048 | 32.2 ft/s² × 0.305 = 9.81 m/s² |
| mph/s | m/s² | 0.44704 | 10 mph/s × 0.447 = 4.47 m/s² |
| km/h/s | m/s² | 0.27778 | 100 km/h/s × 0.278 = 27.8 m/s² |
| Gal | m/s² | 0.01 | 500 Gal × 0.01 = 5 m/s² |
| milligal | m/s² | 0.00001 | 1000 mGal × 0.00001 = 0.01 m/s² |
త్వరిత ఉదాహరణలు
సాధించిన సమస్యలు
స్పోర్ట్స్ కారు 0-60
Tesla Plaid: 1.99 సెకన్లలో 0-60 mph. త్వరణం ఎంత?
60 mph = 26.82 m/s. a = Δv/Δt = 26.82/1.99 = 13.5 m/s² = 1.37g
ఫైటర్ జెట్ & భూకంప శాస్త్రం
9g లాగుతున్న F-16 ft/s² లో ఎంత? 250 గాల్ వద్ద భూకంపం m/s² లో ఎంత?
జెట్: 9 × 9.81 = 88.3 m/s² = 290 ft/s². భూకంపం: 250 × 0.01 = 2.5 m/s²
చంద్రునిపై గెంతు ఎత్తు
చంద్రునిపై (1.62 m/s²) 3 m/s వేగంతో గెంతండి. ఎంత ఎత్తుకు?
v² = v₀² - 2as → 0 = 9 - 2(1.62)h → h = 9/3.24 = 2.78m (~9 ft)
నివారించాల్సిన సాధారణ తప్పులు
- **గాల్ వర్సెస్ g గందరగోళం**: 1 గాల్ = 0.01 m/s², కానీ 1g = 9.81 m/s² (దాదాపు 1000× వ్యత్యాసం)
- **క్షీణత గుర్తు**: నెమ్మదించడం అనేది రుణాత్మక త్వరణం, వేరే పరిమాణం కాదు
- **g-ఫోర్స్ వర్సెస్ గురుత్వాకర్షణ**: G-ఫోర్స్ అనేది త్వరణ నిష్పత్తి; గ్రహ గురుత్వాకర్షణ అసలు త్వరణం
- **వేగం ≠ త్వరణం**: అధిక వేగం అంటే అధిక త్వరణం కాదు (క్రూయిజ్ క్షిపణి: వేగవంతమైనది, తక్కువ త్వరణం)
- **దిశ ముఖ్యం**: స్థిరమైన వేగంతో తిరగడం = త్వరణం (కేంద్రాభిముఖ)
- **కాల యూనిట్లు**: mph/s వర్సెస్ mph/h² (3600× వ్యత్యాసం!)
- **గరిష్టం వర్సెస్ నిరంతర**: 1 సెకనుకు గరిష్ట 9g ≠ నిరంతర 9g (రెండవది స్పృహ కోల్పోయేలా చేస్తుంది)
- **స్వేచ్ఛా పతనం సున్నా త్వరణం కాదు**: స్వేచ్ఛా పతనం = 9.81 m/s² త్వరణం, సున్నా g-ఫోర్స్ అనుభూతి
త్వరణం గురించిన ఆసక్తికరమైన వాస్తవాలు
ఫ్లీ పవర్
ఫ్లీ గెంతుతున్నప్పుడు 100g వద్ద త్వరణం చెందుతుంది — అంతరిక్ష నౌక ప్రయోగం కంటే వేగంగా. దాని కాళ్ళు స్ప్రింగ్ల వలె పనిచేసి, మిల్లీసెకన్లలో శక్తిని విడుదల చేస్తాయి.
మాంటిస్ ష్రింప్ పంచ్
ఇది తన క్లబ్ను 10,000g వద్ద త్వరణం చేస్తుంది, కావిటేషన్ బుడగలను సృష్టిస్తుంది, అవి కాంతి మరియు వేడితో కూలిపోతాయి. అక్వేరియం గాజు నిలబడదు.
తల దెబ్బ సహనం
మానవ మెదడు 10ms కు 100g ను, కానీ 50ms కు 50g ను మాత్రమే తట్టుకోగలదు. అమెరికన్ ఫుట్బాల్ హిట్స్: క్రమం తప్పకుండా 60-100g. హెల్మెట్లు దెబ్బ సమయాన్ని విస్తరిస్తాయి.
ఎలక్ట్రాన్ త్వరణం
లార్జ్ హాడ్రాన్ కొలైడర్ ప్రోటాన్లను కాంతి వేగంలో 99.9999991% కి త్వరణం చేస్తుంది. అవి 190 మిలియన్ g ను అనుభవిస్తాయి, 27 కిలోమీటర్ల రింగ్ను సెకనుకు 11,000 సార్లు చుట్టుముడతాయి.
గురుత్వాకర్షణ అసాధారణతలు
భూమి గురుత్వాకర్షణ ఎత్తు, అక్షాంశం మరియు భూగర్భ సాంద్రత కారణంగా ±0.5% మారుతుంది. హడ్సన్ బే ఐస్ ఏజ్ రీబౌండ్ కారణంగా 0.005% తక్కువ గురుత్వాకర్షణను కలిగి ఉంది.
రాకెట్ స్లెడ్ రికార్డ్
US ఎయిర్ ఫోర్స్ స్లెడ్ నీటి బ్రేక్లను ఉపయోగించి 0.65 సెకన్లలో 1,017g క్షీణతను సాధించింది. టెస్ట్ డమ్మీ (కొద్దిలో) బతికింది. మానవ పరిమితి: సరైన నిరోధకాలతో ~45g.
స్పేస్ జంప్
ఫెలిక్స్ బామ్గార్ట్నర్ 2012 లో 39 కిలోమీటర్ల నుండి చేసిన జంప్ స్వేచ్ఛా పతనంలో 1.25 మాక్ ను తాకింది. త్వరణం 3.6g కు చేరింది, పారాచూట్ తెరిచినప్పుడు క్షీణత: 8g.
అతి చిన్న కొలవదగినది
అటామిక్ గ్రావిమీటర్లు 10⁻¹⁰ m/s² (0.01 మైక్రోగాల్) ను గుర్తిస్తాయి. 1 సెం.మీ ఎత్తు మార్పులను లేదా ఉపరితలం నుండి భూగర్భ గుహలను కొలవగలవు.
త్వరణ విజ్ఞాన శాస్త్ర పరిణామం
గెలీలియో యొక్క రాంప్ల నుండి కాంతి వేగానికి సమీపించే పార్టికల్ కొలైడర్ల వరకు, త్వరణం గురించిన మన అవగాహన తాత్విక చర్చ నుండి 84 ఆర్డర్ల పరిమాణంలో ఖచ్చితమైన కొలతకు పరిణామం చెందింది. 'వస్తువులు ఎంత వేగంగా వేగవంతమవుతాయి' అని కొలవాలనే తపన ఆటోమోటివ్ ఇంజనీరింగ్, ఏవియేషన్ భద్రత, అంతరిక్ష అన్వేషణ మరియు ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్రాన్ని నడిపించింది.
1590 - 1687
బరువైన వస్తువులు వేగంగా పడతాయని అరిస్టాటిల్ వాదించారు. గెలీలియో 1590లలో వాలు తలాలపై కాంస్య బంతులను దొర్లించి ఆయనది తప్పని నిరూపించారు. గురుత్వాకర్షణ ప్రభావాన్ని పలుచన చేయడం ద్వారా, గెలీలియో నీటి గడియారాలతో త్వరణాన్ని సమయపాలన చేయగలిగారు, ద్రవ్యరాశితో సంబంధం లేకుండా అన్ని వస్తువులు సమానంగా త్వరణం చెందుతాయని కనుగొన్నారు.
న్యూటన్ ప్రిన్సిపియా (1687) భావనను ఏకీకృతం చేసింది: F = ma. బలం ద్రవ్యరాశికి విలోమానుపాతంలో త్వరణాన్ని కలిగిస్తుంది. ఈ ఒక్క సమీకరణం పడిపోతున్న యాపిల్స్, కక్ష్యలో తిరుగుతున్న చంద్రులు మరియు ఫిరంగి గుండ్ల పథాలను వివరించింది. త్వరణం బలం మరియు చలనం మధ్య అనుసంధానంగా మారింది.
- 1590: గెలీలియో యొక్క వాలు తల ప్రయోగాలు స్థిరమైన త్వరణాన్ని కొలుస్తాయి
- 1638: గెలీలియో రెండు కొత్త శాస్త్రాలను ప్రచురించి, గతి శాస్త్రాన్ని అధికారికం చేశారు
- 1687: న్యూటన్ యొక్క F = ma బలం, ద్రవ్యరాశి మరియు త్వరణాన్ని కలుపుతుంది
- లోలకం ప్రయోగాల ద్వారా g ≈ 9.8 m/s² ను స్థాపించారు
1800లు - 1954
19వ శతాబ్దపు శాస్త్రవేత్తలు స్థానిక గురుత్వాకర్షణను 0.01% ఖచ్చితత్వంతో కొలవడానికి రివర్సిబుల్ లోలకాలను ఉపయోగించారు, భూమి ఆకారం మరియు సాంద్రత వైవిధ్యాలను వెల్లడించారు. గాల్ యూనిట్ (1 cm/s², గెలీలియో పేరు పెట్టబడింది) 1901లో జియోఫిజికల్ సర్వేల కోసం అధికారికం చేయబడింది.
1954లో, అంతర్జాతీయ సమాజం 9.80665 m/s² ను ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణగా (1g) స్వీకరించింది—సముద్ర మట్టంలో 45° అక్షాంశం వద్ద ఎంపిక చేయబడింది. ఈ విలువ ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఏవియేషన్ పరిమితులు, g-ఫోర్స్ లెక్కలు మరియు ఇంజనీరింగ్ ప్రమాణాలకు రిఫరెన్స్ అయ్యింది.
- 1817: కేటర్ యొక్క రివర్సిబుల్ లోలకం ±0.01% గురుత్వాకర్షణ ఖచ్చితత్వాన్ని సాధిస్తుంది
- 1901: గాల్ యూనిట్ (cm/s²) జియోఫిజిక్స్ కోసం ప్రామాణీకరించబడింది
- 1940లు: లాకోస్ట్ గ్రావిమీటర్ 0.01 మిల్లీగాల్ ఫీల్డ్ సర్వేలను సాధ్యం చేస్తుంది
- 1954: ISO 9.80665 m/s² ను ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణగా (1g) స్వీకరించింది
1940లు - 1960లు
WWII ఫైటర్ పైలట్లు గట్టి మలుపుల సమయంలో స్పృహ కోల్పోయారు—నిరంతర 5-7g కింద రక్తం మెదడు నుండి దూరంగా పోగుపడింది. యుద్ధానంతరం, కల్నల్ జాన్ స్టాప్ మానవ సహనాన్ని పరీక్షించడానికి రాకెట్ స్లెడ్లపై ప్రయాణించారు, 1954లో 46.2g ను తట్టుకుని బతికారు (632 mph నుండి 1.4 సెకన్లలో సున్నాకి క్షీణత).
స్పేస్ రేస్ (1960లు) నిరంతర అధిక-g ని అర్థం చేసుకోవడం అవసరం. యూరి గగారిన్ (1961) 8g ప్రయోగం మరియు 10g పునఃప్రవేశాన్ని తట్టుకున్నారు. అపోలో వ్యోమగాములు 4g ను ఎదుర్కొన్నారు. ఈ ప్రయోగాలు స్థాపించాయి: మానవులు 5g నిరవధికంగా, 9g క్లుప్తంగా (g-సూట్లతో), కానీ 15g+ గాయం ప్రమాదం కలిగిస్తుంది.
- 1946-1958: జాన్ స్టాప్ రాకెట్ స్లెడ్ పరీక్షలు (46.2g మనుగడ)
- 1954: ఎజెక్షన్ సీటు ప్రమాణాలు 0.1 సెకన్లకు 12-14g గా సెట్ చేయబడ్డాయి
- 1961: గగారిన్ విమానం మానవ అంతరిక్ష ప్రయాణం సాధ్యమని నిరూపించింది (8-10g)
- 1960లు: 9g ఫైటర్ విన్యాసాలను అనుమతించే యాంటీ-g సూట్లు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి
1980లు - ప్రస్తుతం
లార్జ్ హాడ్రాన్ కొలైడర్ (2009) ప్రోటాన్లను కాంతి వేగంలో 99.9999991% కి త్వరణం చేస్తుంది, వృత్తాకార త్వరణంలో 1.9×10²⁰ m/s² (190 మిలియన్ g) ను సాధిస్తుంది. ఈ వేగాల వద్ద, సాపేక్ష ప్రభావాలు ఆధిపత్యం చెలాయిస్తాయి—ద్రవ్యరాశి పెరుగుతుంది, కాలం వ్యాకోచిస్తుంది మరియు త్వరణం అసిమ్టోటిక్ అవుతుంది.
ఇంతలో, అటామిక్ ఇంటర్ఫెరోమీటర్ గ్రావిమీటర్లు (2000ల నుండి) 10 నానోగాల్ (10⁻¹¹ m/s²) ను గుర్తిస్తాయి—అవి 1 సెం.మీ ఎత్తు మార్పులను లేదా భూగర్భ నీటి ప్రవాహాన్ని కొలవగలంత సున్నితమైనవి. అనువర్తనాలు చమురు అన్వేషణ నుండి భూకంప అంచనా మరియు అగ్నిపర్వత పర్యవేక్షణ వరకు ఉంటాయి.
- 2000లు: అటామిక్ గ్రావిమీటర్లు 10 నానోగాల్ సున్నితత్వాన్ని సాధించాయి
- 2009: LHC ఆపరేషన్ ప్రారంభించింది (ప్రోటాన్లు 190 మిలియన్ g వద్ద)
- 2012: గురుత్వాకర్షణ మ్యాపింగ్ ఉపగ్రహాలు భూమి క్షేత్రాన్ని మైక్రోగాల్ ఖచ్చితత్వంతో కొలుస్తాయి
- 2020లు: క్వాంటం సెన్సార్లు చిన్న త్వరణాల ద్వారా గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను గుర్తిస్తాయి
- **మానసిక గణితం కోసం 9.81 ను 10 కి రౌండ్ చేయండి** — అంచనాలకు తగినంత దగ్గరగా, 2% లోపం
- **0-60 సమయం నుండి g**: సెకన్లతో 27 ను భాగించండి (3s = 9 m/s² ≈ 0.9g, 6s = 4.5 m/s²)
- **దిశను తనిఖీ చేయండి**: త్వరణ వెక్టర్ మార్పు ఏ దిశలో జరుగుతుందో చూపిస్తుంది, చలన దిశను కాదు
- **1g తో పోల్చండి**: అంతర్ దృష్టి కోసం ఎల్లప్పుడూ భూమి గురుత్వాకర్షణతో సంబంధం పెట్టుకోండి (2g = మీ బరువుకు రెట్టింపు)
- **స్థిరమైన కాల యూనిట్లను ఉపయోగించండి**: ఒకే గణనలో సెకన్లు మరియు గంటలను కలపవద్దు
- **జియోఫిజిక్స్ మిల్లీగాల్ ను ఉపయోగిస్తుంది**: చమురు అన్వేషణకు ±10 mgal ఖచ్చితత్వం, నీటి పట్టికకు ±50 mgal అవసరం
- **గరిష్టం వర్సెస్ సగటు**: 0-60 సమయం సగటును ఇస్తుంది; ప్రయోగ సమయంలో గరిష్ట త్వరణం చాలా ఎక్కువ
- **G-సూట్లు సహాయపడతాయి**: పైలట్లు సూట్లతో 9g ని తట్టుకుంటారు; సహాయం లేకుండా 5g దృష్టి సమస్యలను కలిగిస్తుంది
- **స్వేచ్ఛా పతనం = 1g క్రిందికి**: స్కైడైవర్లు 1g వద్ద త్వరణం చెందుతారు కానీ బరువులేని అనుభూతిని పొందుతారు (నికర సున్నా g-ఫోర్స్)
- **జర్క్ కూడా ముఖ్యం**: త్వరణ మార్పు రేటు (m/s³) గరిష్ట g కంటే సౌకర్యాన్ని ఎక్కువగా ప్రభావితం చేస్తుంది
- **శాస్త్రీయ సంజ్ఞామానం ఆటో**: 1 µm/s² కంటే తక్కువ విలువలు చదవడానికి 1.0×10⁻⁶ m/s² గా ప్రదర్శించబడతాయి
పూర్తి యూనిట్ల రిఫరెన్స్
SI / మెట్రిక్ యూనిట్లు
| యూనిట్ పేరు | చిహ్నం | m/s² సమానం | వినియోగ గమనికలు |
|---|---|---|---|
| సెంటీమీటర్ పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | cm/s² | 0.01 | ప్రయోగశాల సెట్టింగ్లు; జియోఫిజిక్స్లో గాల్ వలె. |
| కిలోమీటర్ పర్ గంట పర్ సెకండ్ | km/(h⋅s) | 0.277778 | ఆటోమోటివ్ స్పెక్స్; 0-100 km/h సమయాలు. |
| కిలోమీటర్ పర్ గంట స్క్వేర్ | km/h² | 0.0000771605 | అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది; అకాడెమిక్ సందర్భాలలో మాత్రమే. |
| కిలోమీటర్ పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | km/s² | 1,000 | ఖగోళశాస్త్రం మరియు కక్ష్య మెకానిక్స్; గ్రహ త్వరణాలు. |
| మీటర్ పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | m/s² | 1 | త్వరణానికి SI బేస్; సార్వత్రిక శాస్త్రీయ ప్రమాణం. |
| మిల్లీమీటర్ పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | mm/s² | 0.001 | ఖచ్చితమైన పరికరాలు. |
| డెసిమీటర్ పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | dm/s² | 0.1 | చిన్న-స్థాయి త్వరణ కొలతలు. |
| డెకామీటర్ పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | dam/s² | 10 | అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది; మధ్యంతర స్కేల్. |
| హెక్టోమీటర్ పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | hm/s² | 100 | అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది; మధ్యంతర స్కేల్. |
| మీటర్ పర్ నిమిషం స్క్వేర్ | m/min² | 0.000277778 | నిమిషాల పాటు నెమ్మదిగా త్వరణం. |
| మైక్రోమీటర్ పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | µm/s² | 0.000001 | మైక్రోస్కేల్ త్వరణం (µm/s²). |
| నానోమీటర్ పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | nm/s² | 1.000e-9 | నానోస్కేల్ చలన అధ్యయనాలు. |
గురుత్వాకర్షణ యూనిట్లు
| యూనిట్ పేరు | చిహ్నం | m/s² సమానం | వినియోగ గమనికలు |
|---|---|---|---|
| భూమి గురుత్వాకర్షణ (సగటు) | g | 9.80665 | ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణ వలె; పాత పేరు. |
| మిల్లీగ్రావిటీ | mg | 0.00980665 | మైక్రోగ్రావిటీ పరిశోధన; 1 mg = 0.00981 m/s². |
| ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణ | g₀ | 9.80665 | ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణ; 1g = 9.80665 m/s² (ఖచ్చితం). |
| బృహస్పతి గురుత్వాకర్షణ | g♃ | 24.79 | బృహస్పతి: 2.53g; మానవులను నలిపివేస్తుంది. |
| అంగారకుడి గురుత్వాకర్షణ | g♂ | 3.71 | అంగారకుడు: 0.38g; వలసవాదానికి రిఫరెన్స్. |
| బుధుడి గురుత్వాకర్షణ | g☿ | 3.7 | బుధుని ఉపరితలం: 0.38g; భూమి కంటే సులభంగా తప్పించుకోవచ్చు. |
| మైక్రోగ్రావిటీ | µg | 0.00000980665 | అల్ట్రా-తక్కువ గురుత్వాకర్షణ పరిసరాలు. |
| చంద్రుడి గురుత్వాకర్షణ | g☾ | 1.62 | చంద్రుడు: 0.17g; అపోలో మిషన్ రిఫరెన్స్. |
| నెప్ట్యూన్ గురుత్వాకర్షణ | g♆ | 11.15 | నెప్ట్యూన్: 1.14g; భూమి కంటే కొంచెం ఎక్కువ. |
| ప్లూటో గురుత్వాకర్షణ | g♇ | 0.62 | ప్లూటో: 0.06g; చాలా తక్కువ గురుత్వాకర్షణ. |
| శని గురుత్వాకర్షణ | g♄ | 10.44 | శని: 1.06g; దాని పరిమాణానికి తక్కువ. |
| సూర్యుడి గురుత్వాకర్షణ (ఉపరితలం) | g☉ | 274 | సూర్యుని ఉపరితలం: 28g; కేవలం సైద్ధాంతికం. |
| యురేనస్ గురుత్వాకర్షణ | g♅ | 8.87 | యురేనస్: 0.90g; మంచు దిగ్గజం. |
| శుక్రుడి గురుత్వాకర్షణ | g♀ | 8.87 | శుక్రుడు: 0.90g; భూమిని పోలి ఉంటుంది. |
ఇంపీరియల్ / US యూనిట్లు
| యూనిట్ పేరు | చిహ్నం | m/s² సమానం | వినియోగ గమనికలు |
|---|---|---|---|
| అడుగు పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | ft/s² | 0.3048 | US ఇంజనీరింగ్ ప్రమాణం; బాలిస్టిక్స్ మరియు ఏరోస్పేస్. |
| అంగుళం పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | in/s² | 0.0254 | చిన్న-స్థాయి మెకానిజమ్స్ మరియు ఖచ్చితమైన పని. |
| మైలు పర్ గంట పర్ సెకండ్ | mph/s | 0.44704 | డ్రాగ్ రేసింగ్ మరియు ఆటోమోటివ్ పనితీరు (mph/s). |
| అడుగు పర్ గంట స్క్వేర్ | ft/h² | 0.0000235185 | అకాడెమిక్/సైద్ధాంతిక; అరుదుగా ఆచరణాత్మకం. |
| అడుగు పర్ నిమిషం స్క్వేర్ | ft/min² | 0.0000846667 | చాలా నెమ్మదిగా త్వరణ సందర్భాలు. |
| మైలు పర్ గంట స్క్వేర్ | mph² | 0.124178 | అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది; అకాడెమిక్ మాత్రమే. |
| మైలు పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | mi/s² | 1,609.34 | అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది; ఖగోళ స్కేల్స్. |
| గజం పర్ సెకండ్ స్క్వేర్ | yd/s² | 0.9144 | అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది; చారిత్రక సందర్భాలు. |
CGS సిస్టమ్
| యూనిట్ పేరు | చిహ్నం | m/s² సమానం | వినియోగ గమనికలు |
|---|---|---|---|
| గాల్ (గెలీలియో) | Gal | 0.01 | 1 గాల్ = 1 cm/s²; జియోఫిజిక్స్ ప్రమాణం. |
| మిల్లీగాల్ | mGal | 0.00001 | గురుత్వాకర్షణ సర్వేలు; చమురు/ఖనిజ అన్వేషణ. |
| కిలోగాల్ | kGal | 10 | అధిక-త్వరణ సందర్భాలు; 1 kGal = 10 m/s². |
| మైక్రోగాల్ | µGal | 1.000e-8 | టైడల్ ప్రభావాలు; ఉపరితల దిగువన గుర్తించడం. |
ప్రత్యేక యూనిట్లు
| యూనిట్ పేరు | చిహ్నం | m/s² సమానం | వినియోగ గమనికలు |
|---|---|---|---|
| జి-ఫోర్స్ (ఫైటర్ జెట్ సహనం) | G | 9.80665 | అనుభవించిన G-ఫోర్స్; భూమి గురుత్వాకర్షణకు పరిమాణరహిత నిష్పత్తి. |
| నాట్ పర్ గంట | kn/h | 0.000142901 | చాలా నెమ్మదిగా త్వరణం; టైడ్ ప్రవాహాలు. |
| నాట్ పర్ నిమిషం | kn/min | 0.00857407 | సముద్రంలో క్రమంగా వేగ మార్పులు. |
| నాట్ పర్ సెకండ్ | kn/s | 0.514444 | సముద్ర/ఏవియేషన్; నాట్ పర్ సెకండ్. |
| లియో (g/10) | leo | 0.980665 | 1 లియో = g/10 = 0.981 m/s²; అస్పష్టమైన యూనిట్. |
పూర్తి సాధనాల డైరెక్టరీ
UNITS లో అందుబాటులో ఉన్న అన్ని 71 సాధనాలు