Przeciążenia

Wpisy

  • poniedziałek, 27 maja 2013
    • Co to jest przeciążenie?

      Jak już wiecie, ta strona jest poświęcona fizycznemu pojęciu przeciążenia. Płynie z tego logiczny wniosek, iż wypadałoby zacząć od odpowiedzi na dość istotne pytanie: czym w zasadzie jest przeciążenie?

      Słowo to ma w fizyce trzy znaczenia, chociaż niezaprzeczalnie mocno ze sobą związane. Po pierwsze, przeciążenie jest zjawiskiem fizycznym, polegającym na zmianie cech siły wypadkowej działającej na ciało wskutek działania na nie sił innych niż jego ciężar, jak również zmianie sił wzajemnego nacisku części składowych tego ciała. Tak rozumiane przeciążenie występuje przykładowo przy przyspieszeniu i hamowaniu windy (przeciążenie pionowe) i samochodu (przeciążenie poziome). Raczej rzadko używamy tego pojęcia, gdy zmiany siły wypadkowej są stosunkowo niewielkie, na przykład podczas kichania. Siła co prawda zmienia się, lecz w sposób praktycznie niezauważalny.

      Zgodnie z drugim znaczeniem tego słowa, przeciążenie jest wielkością wektorową, która pozwala na porównanie siły wypadkowej działającej na ciało, zazwyczaj w danym kierunku, z jego ciężarem. Wartość przeciążenia wyrażamy zazwyczaj jako wielokrotność przyspieszenia ziemskiego g. Przykładowo, przeciążenie skierowane pionowo w dół o wartości 1g reprezentuje sytuację znaną nam z życia codziennego, gdy waga elektroniczna pokazuje w przybliżeniu naszą prawdziwą masę. Przy przeciążeniu 2g czulibyśmy się dwa razy cięższy, a przy przeciążeniu 0,5g - dwa razy lżejsi.

      Jeśli przeciążenie ma ten sam kierunek, co przyspieszenie ziemskie, lecz przeciwny zwrot, zwyczajowo prezentujemy tę sytuację poprzez dodanie znaku minus przed wartością przeciążenia. Przeciążenie -1g oznaczałoby dla nas możliwość chodzenia po suficie. Co więcej, nie odczuwalibyśmy wcale żadnych zmian w swym ciężarze. Siła wypadkowa na nas działająca miałaby taką samą wartość, co ciężar, lecz przeciwny zwrot.

      Trzecie znaczenie terminu "przeciążenie" dotyczy sytuacji, w której wartość przeciążenia (zgodnie z jego drugą definicją) jest większa niż 1g. Wiemy już, że pokazywana przez wagę "masa" jest wówczas większa od rzeczywistej. Na określenie takiego przeciążenia używamy również terminu "stan przeciążenia". Analogicznie, gdy wartość przeciążenia jest mniejsza od 1g, lecz większa od zera, mówimy o stanie niedociążenia. Stanem nieważności nazywamy przeciążenie 0g, występujące, gdy na ciało nie działają żadne siły lub działające siły się równoważą. Często mówi się, iż sytuacja taka jest niemożliwa, gdyż nawet w innej galaktyce siła przyciągania ziemskiego nie znikłaby, a jedynie zmalałaby do bliskich zera wartości. Przyjmuje się jednak, iż rozkład sił działających na astronautę podczas spaceru kosmicznego, a także na piłkę lub inne ciało podczas spadku swobodnego, jest równy w przybliżeniu stanowi nieważkości.

      Zbyt duże przeciążenia mają negatywny wpływ na ludzki organizm. Mogą powodować zbieranie się krwi w tych miejscach układu krwionośnego, które są jego punktami skrajnymi i dodatkowo wrażliwymi, takimi jak mózg (położony na samej górze) czy też oczy (najbardziej z przodu), co przyczyniać się może do pękania naczyń włosowatych. Z podobnych powodów przeciążenia mogą utrudniać dostawanie się krwi do tych samych miejsc, powodując na przykład zaburzenia wzroku i niedokrwienie mózgu. Ale bez obaw, nasze codzienne przeciążenia nie są dla nas niebezpieczne. Większość ludzi jest w stanie przeżyć przeciążenia do 8g, zaś tak duże wartości nie występują nawet na pętlach w kolejkach górskich. Najniebezpieczniejsze są przeciążenia ujemne, do których nasz organizm nie jest przystosowany, gdyż mogą skutkować wylewami.

      Jak w wielu dziedzinach życia, również tutaj znajdą się rekordziści. Największe przeżyte przez człowieka dobrowolnie przeciążenie miało wartość 46,2g. Uczestnik zdarzenia, podpułkownik John Stapp, osiągnął ten wynik w saniach rakietowych w roku 1954r. Podczas bicia rekordu stracił wzrok, który na szczęście odzyskał jakiś czas później. Ale nie można zapomnieć również o człowieku, który rekordzistą wcale nie pragnął zostać, a przynajmniej nie w tej dziedzinie. Mowa oczywiście o Davidzie Purley'u, kierowcy Formuły 1, który w roku 1977 przeżył przeciążenie o wartości 179,8g. Jak to możliwe? Okoliczności zmusiły go do gwałtownego hamowania podczas prowadzenia bolidu. Poruszając się z szybkością 173 km/h, zatrzymał się gwałtownie, w ciągu czasu potrzebnego na przebycie 66 cm jego szybkość zmalała do zera. Przeżył głównie dlatego, że był poddany temu przeciążeniu przez bardzo krótki czas. Im większą wartość ma przeciążenie, tym mniej czasu człowiek może mu być poddanym bez trwałego uszczerbku na zdrowiu.

      Przeciążenie jest zjawiskiem dość powszechnym, dlatego warto poszerzać swój zasób wiedzy na jego temat. Czekajcie cierpliwie na następne posty, a poznacie odpowiedzi na kolejne nurtujące was być może pytania. Dlaczego w windzie czujemy się lżejsi lub ciężsi? Czemu wagoniki w kolejce górskiej nie spadają, gdy wspinają się na "pętlę śmierci"? Jakich przeciążeń możemy doświadczyć na co dzień? Jakie jest przyspieszenie grawitacyjne Księżyca, Marsa, Jowisza, Plutona? Dowiecie się tego, czytając oficjalnego bloga naszej grupy.

      Źródła:

      http://pl.wikipedia.org/wiki/Przeci%C4%85%C5%BCenie

      http://www.ejectionsite.com/stapp.htm

      http://www.asag.sk/bio/purley.htm

      http://portalwiedzy.onet.pl/29550,,,,przeciazenie,haslo.html

       

       

      Szczegóły wpisu

      Komentarze:
      (0)
      Tagi:
      Autor(ka):
      projektnafizyke2013
      Czas publikacji:
      poniedziałek, 27 maja 2013 13:35
  • wtorek, 14 maja 2013
    • Witajcie na naszej stronie

      Witajcie na naszej stronie!

      Blog, który aktualnie czytacie, jest poświęcony fizycznemu pojęciu przeciążenia. Czym jest przeciążenie? W jaki sposób można je określić? W jakich sytuacjach występuje? Jaki ma wpływ na nasze życie? Na te i więcej pytań odpowiedzi znajdziecie na tej stronie.

      Witryna została założona w ramach Projektu Gimnazjalnego 2013 z fizyki przez grupę uczniów drugiego roku Polsko-Angielskiego Prywatnego Gimnazjum. Tematem naszego projektu są, jak zapewne zgadliście, właśnie przeciążenia. Oprócz odpowiedzi na pytania dotyczące tego interesującego zagadnienia, zamierzamy zamieścić tutaj również dokumentację przeprowadzanych doświadczeń oraz artykuły poświęcone eksperymentom myślowym, tak lubianym przez Alberta Einsteina.

      Zapewniamy, że strona będzie interesującym źródłem informacji. Mamy nadzieję, że zostanie ona ciepło przez Was przyjęta.

      Pozdrawiamy,

      Grupa Fizyczna Projektu Gimnazjalnego 2013 Polsko-Angielskiego Prywatnego Gimnazjum

      Szczegóły wpisu

      Komentarze:
      (0)
      Tagi:
      Autor(ka):
      projektnafizyke2013
      Czas publikacji:
      wtorek, 14 maja 2013 20:00