G-포스

g-포스(g-force) 또는 중력 등가 가속도(重力 等價 加速度, gravitational force equivalent)는 질량에 비례하는 힘(단위 질량당 힘)으로, 표준 중력(기호 g 또는 g₀, 그램의 기호 "g"와 혼동하지 말 것) 단위로 표현된다. g 포스는 무게를 인지하게 하는 지속적인 가속도에 사용된다. 예를 들어, 지구 표면에 정지해 있는 물체는 1g의 영향을 받으며 이는 지구 중력 가속도의 일반적인 값인 약 9.8 m/s²에 해당한다.^[1] 상당한 가가속도를 동반하는 보다 일시적인 가속도를 충격이라고 한다.

다른 뜻에 대해서는 G-포스 (동음이의) 문서를 참고하십시오.

직선 수평 비행에서는 양력(L)이 무게(W)와 같다. 60°의 일정하고 수평한 선회 비행에서는 양력이 무게의 두 배이다(L = 2W). 조종사는 2g의 가속도와 두 배의 무게를 느낀다. 선회 각도가 가파를수록 g-포스는 커진다.

이 탑 퓨얼 드래그스터는 0.86초 만에 0에서 160 킬로미터 매 시 (99 mph)까지 가속할 수 있다. 이는 5.3g의 수평 가속도이다. 이를 정지 상태의 수직 g-포스와 피타고라스 정리를 사용하여 결합하면 5.4g의 g-포스가 나온다.

g-포스가 한 물체의 표면이 다른 물체의 표면에 의해 밀릴 때 발생하면, 이 밀림에 대한 반작용력은 각 물체 질량의 단위마다 같고 방향은 반대되는 힘을 생성한다. 관련된 힘의 유형은 내부 기계적 변형력을 통해 물체에 전달된다. 중력 가속도는 자유 낙하에 대한 물체의 가속도의 한 가지 원인이다.^[2][3]

물체가 겪는 g-포스는 물체의 움직임의 자유에 작용하는 모든 중력 및 비중력 힘의 벡터 합으로 인해 발생한다. 실제로는, 언급했듯이 이는 물체들 사이의 표면 접촉력이다. 이러한 힘은 물체에 응력과 변형을 유발하는데, 이는 물체 표면에서 힘이 전달되어야 하기 때문이다. 이러한 변형으로 인해 큰 g-포스는 파괴적일 수 있다. 예를 들어, 지구 표면에 놓인 물체에 작용하는 1g의 힘은 물체가 자유 낙하하지 않도록 지면이 위쪽으로 가하는 기계적 힘에 의해 발생한다. 지면으로부터의 위쪽 접촉력은 지구 표면에 정지해 있는 물체가 자유 낙하 상태에 대해 가속하고 있음을 보장한다. (자유 낙하는 물체가 지구 중심으로 자유롭게 떨어질 때 따르는 경로이다.) 물체 내부의 응력은 지면 접촉력이 지면과의 접촉점에서만 전달된다는 사실로 인해 보장된다.

중력의 영향만을 받아 관성 궤적에서 자유 낙하하는 물체는 g-포스를 느끼지 못하며, 이 상태를 무중량상태라고 한다. 관성 궤적에서 자유 낙하하는 것은 입말로 "0g"라고 불리며, 이는 "제로 g-포스"의 약자이다. 제로 g-포스 조건은 지구 중심으로 자유 낙하하는 엘리베이터 (진공 상태에서) 내부, 또는 (좋은 근사치로) 지구 궤도에 있는 우주선 내부에서 발생할 것이다. 이는 무게감을 느끼지 않고 좌표 가속도(속도의 변화)가 발생하는 예시이다.

중력장이 없는 경우 또는 중력장과 직각 방향에서는 고유 가속도와 좌표 가속도가 동일하며, 모든 좌표 가속도는 해당 g-포스 가속도에 생성되어야 한다. 이에 대한 예로는 자유 공간에 있는 로켓이 있다. 엔진이 단순한 속도 변화를 생성할 때, 이러한 변화는 로켓과 승객에게 g-포스를 유발한다.

단위 및 측정

국제단위계(SI)에서 가속도의 단위는 m/s²이다.^[4] 그러나 자유 낙하에 대한 가속도를 단순 가속도(속도 변화율)와 구별하기 위해 종종 g 단위를 사용한다. 1g는 지구 표면을 기준으로 중력으로 인한 단위 질량당 힘이며 표준 중력(기호: g_n)으로, 9.80665 미터 매 초 제곱으로 정의된다.^[5] 또는 질량 1킬로그램당 9.80665 뉴턴의 힘이라고도 할 수 있다. 단위 정의는 위치에 따라 달라지지 않는다. 달에 서 있을 때의 g-포스는 지구와 비교할 때 거의 정확히 1⁄6이다. 단위 g는 SI 단위 중 하나가 아니며, SI는 "g"를 그램에 사용한다. 또한 "g"는 중력 상수의 표준 기호인 "G"와 혼동해서는 안 된다.^[6] 이 표기법은 항공, 특히 곡예 비행이나 전투 군용 항공에서 조종사가 의식을 유지하고 G-LOC (g-유도 의식 상실)를 겪지 않기 위해 극복해야 하는 증가된 힘을 설명하는 데 일반적으로 사용된다.^[7]

g-포스 측정은 일반적으로 가속도계를 사용하여 이루어진다(아래 #가속도계를 이용한 측정 문단 참조). 특정 경우에는 g-포스를 적절하게 보정된 저울을 사용하여 측정할 수 있다.

가속도와 힘

g-"포스"라는 용어는 물리적으로는 부정확하다. 왜냐하면 g-포스는 힘이 아니라 가속도를 측정하는 것이기 때문이다. 가속도는 유클리드 벡터 양이지만, g-포스 가속도(줄여서 "g-포스")는 종종 벡터 크기를 기반으로 한 스칼라로 표현되며, 양의 g-포스는 아래쪽을 가리키고(위쪽 가속도를 나타냄), 음의 g-포스는 위쪽을 가리킨다. 따라서 g-포스는 가속도의 벡터이다. 이것은 기계적 힘에 의해 생성되어야 하는 가속도이며, 단순한 중력에 의해 생성될 수 없다. 중력의 영향만을 받는 물체는 g-포스를 경험하지 못하며("느끼지 못하며"), 무중량 상태이다. g-포스는 작용하는 질량과 곱해질 때 "힘"이라는 용어의 올바른 의미에서 특정 유형의 기계적 힘과 관련되며, 이 힘은 압축 응력과 인장 응력을 생성한다. 이러한 힘은 무게의 작동 감각을 초래하지만, 방정식은 아래쪽 방향으로 양의 무게가 정의되었기 때문에 부호 변화를 수반하므로 무게 힘의 방향은 g-포스 가속도 방향과 반대이다.

무게 = 질량 × -g-포스

음수 부호가 붙는 이유는 g-포스로 물체에 발생하는 실제 힘(즉, 측정된 무게)이 g-포스의 부호와 반대 방향이기 때문이다. 물리학에서 무게는 가속도를 발생시키는 힘이 아니라, 그에 대한 크기가 같고 방향이 반대인 반작용력이기 때문이다. 만약 위쪽 방향을 양수(일반적인 직교 좌표계 관례)로 취한다면, 양수 g-포스(위쪽을 가리키는 가속도 벡터)는 모든 질량에 아래쪽으로 작용하는 힘/무게를 생성한다(예: 로켓 발사의 양수 g-가속도는 아래쪽 무게를 생성한다). 마찬가지로, 음수 g-포스는 아래쪽 가속도 벡터(y축의 음수 방향)이며, 이 아래쪽 가속도는 위쪽 방향으로 무게 힘을 생성한다(따라서 조종사를 좌석에서 위로 당겨 올리고, 정상 자세의 조종사 머리 쪽으로 피를 밀어 올린다).

g-포스 (가속도)가 수직 위쪽으로 작용하고 지면 (시공간을 통해 가속하는) 또는 엘리베이터 바닥이 서 있는 사람에게 적용될 경우, 신체의 대부분은 압축 응력을 경험한다. 이는 어떤 높이에서든 면적과 곱해지면 관련 기계적 힘이 되며, 이는 g-포스와 지지되는 질량 (지지면 위쪽의 질량, 팔이 아래로 늘어진 경우 포함)의 곱이다. 동시에 팔 자체는 인장 응력을 경험하는데, 이는 어떤 높이에서든 면적과 곱해지면 다시 관련 기계적 힘이 되며, 이는 g-포스와 신체 또는 물체의 매달린 부분의 질량의 곱이다. 기계적 저항력은 바닥 또는 지지 구조물과의 접촉점에서부터 퍼져나가 지지되지 않는 끝부분 (좌석이나 바닥처럼 아래에서 지지하는 경우 위쪽, 신체 또는 물체의 매달린 부분인 경우 아래쪽)에서 점차 영에 가까워진다. 압축력을 음의 인장력으로 간주할 때, 단위 질량당 g-포스 방향으로의 인장력 변화율 (물체의 한 단면과 다른 단면 사이의 물체 조각이 단위 질량을 가질 때의 변화)은 g-포스에 해당 조각에 작용하는 비중력 외부력이 있다면 이를 더한 값과 같다 (g-포스와 반대 방향은 양수로 간주한다).

주어진 g-포스에 대해, 이러한 g-포스가 중력에 대한 기계적 저항에 의해 발생하든, 기계적 힘에 의해 발생한 좌표 가속도(속도 변화)에 의해 발생하든, 또는 이들의 조합에 의해 발생하든 응력은 동일하다. 따라서 사람들에게는 좌표 가속도를 유발하든 아니든 모든 기계적 힘이 똑같이 느껴진다. 물체의 경우에도 손상 없이 기계적 g-포스를 견딜 수 있는지 여부는 모든 유형의 g-포스에 대해 동일하다. 예를 들어, 지구상에서 위쪽 가속도(예: 위로 올라갈 때 속도 증가 또는 아래로 내려갈 때 속도 감소)는 더 높은 표면중력을 가진 천체에 정지해 있는 것과 똑같이 느껴진다. 중력 단독으로는 g-포스를 생성하지 않는다. g-포스는 기계적인 밀고 당기는 힘에서만 발생한다. 자유롭게 움직일 수 있는 물체(공간에서 자유롭게 움직일 수 있는 물체)의 경우, 이러한 g-포스는 중력의 자연스러운 효과인 "관성" 경로 또는 질량 관성의 자연스러운 효과가 수정될 때만 발생한다. 이러한 수정은 중력 이외의 영향에서만 발생할 수 있다.

g-포스가 관련된 중요한 상황의 예시는 다음과 같다.

• 지구 표면에 놓인 정지 물체에 작용하는 g-포스는 1g (위쪽)이며, 1g의 가속도와 같고 중력과 같고 반대되는 지구 표면의 저항 반작용에 의해 발생한다. 숫자 1은 위치에 따라 대략적이다.
• 진공에서의 자유 낙하와 같은 무중량 환경에 있는 물체에 작용하는 g-포스는 0g이다.
• 가속 중인 물체에 작용하는 g-포스는 1g보다 훨씬 클 수 있다. 예를 들어, 오른쪽 상단의 드래그스터는 가속할 때 5.3의 수평 g-포스를 가할 수 있다.
• 가속 중인 물체에 작용하는 g-포스는 롤러코스터에서 가파른 언덕의 꼭대기를 넘을 때와 같이 아래쪽으로 향할 수 있다.
• 중력 외에 다른 외부 힘이 없다면, 로켓의 g-포스는 단위 질량당 추력이다. 그 크기는 추력 대 중량비에 g를 곱한 값과 같으며, 단위 시간당 델타 V 소모량과도 같다.
• 충격, 예를 들어 충돌의 경우, 짧은 시간 동안 g-포스가 매우 클 수 있다.

음의 g-포스의 고전적인 예시는 완전히 뒤집힌 롤러코스터가 지면을 향해 가속하고 있는 경우이다(속도 변화). 이 경우, 롤러코스터 탑승자는 중력이 그들을 가속시키는 것보다 더 빠르게 지면을 향해 가속되므로 좌석에 거꾸로 고정된다. 이 경우, 좌석에 의해 가해지는 기계적 힘은 중력 가속도와 다른 방식으로 승객의 하강 경로를 변경함으로써 g-포스를 유발한다. 중력이 제공할 수 있는 것보다 더 빨라진 하강 운동의 차이는 좌석의 밀어붙이는 힘에 의해 발생하며, 이는 지면을 향하는 g-포스를 초래한다.

모든 "좌표 가속도"(또는 그 부재)는 뉴턴 운동 법칙에 의해 다음과 같이 설명된다.

운동 제2법칙인 가속도 법칙은 F = ma라고 명시하며, 이는 물체에 작용하는 힘 F는 물체의 질량 m에 가속도 a를 곱한 것과 같다는 의미이다.

운동 제3법칙인 상호작용 법칙은 모든 힘은 쌍으로 발생하며, 이 두 힘은 크기는 같고 방향은 반대라는 것을 명시한다. 뉴턴의 운동 제3법칙은 중력이 예를 들어 당신의 손에 들려 있는 돌에 아래쪽으로 작용하는 힘으로만 작용하는 것이 아니라, 돌 또한 지구에 크기는 같고 방향은 반대인 힘을 가한다는 것을 의미한다.

이 곡예비행기는 +g 기동으로 상승하고 있다. 조종사는 중력 외에도 여러 g의 관성 가속도를 경험한다. 그의 몸에 작용하는 누적 수직 축 힘으로 인해 그는 순간적으로 평소보다 몇 배 더 '무겁게' 느껴진다.

비행기에서 조종사의 좌석은 돌을 잡고 있는 손으로, 조종사는 돌로 생각할 수 있다. 1g로 직선 수평 비행을 할 때 조종사는 중력의 영향을 받는다. 그의 무게 (아래 방향 힘)는 725 뉴턴 (163 lb_f)이다. 뉴턴의 제3법칙에 따라 비행기와 조종사 아래의 좌석은 725N의 힘으로 위쪽으로 미는 같고 반대되는 힘을 제공한다. 이 기계적 힘은 조종사에게 1.0g의 위쪽 고유 가속도를 제공하며, 이는 위쪽 방향의 속도가 변하지 않아도 그러하다(이는 땅에 서 있는 사람이 지면이 이 힘과 이 g-포스를 제공하는 상황과 유사하다).

만약 조종사가 갑자기 조종간을 당겨 비행기를 9.8m/s²로 위로 가속시킨다면, 그의 몸에 가해지는 총 g-포스는 2g가 되는데, 이 중 절반은 좌석이 조종사를 밀어 중력에 저항하는 데서 오고, 절반은 좌석이 조종사를 밀어 위쪽 가속도를 유발하는 데서 온다. 이는 자유 낙하 궤적과 다르기 때문에 고유 가속도이기도 한 속도 변화이다. 비행기 기준계에서 그의 몸은 이제 좌석으로 1450N의 힘을 아래쪽으로 생성하고 있으며, 좌석은 동시에 1450N의 동일한 힘으로 위쪽으로 밀고 있다.

기계적 힘에 의한 방해받지 않는 가속도, 그리고 결과적으로 g-포스는 모든 사람이 차량을 탈 때 경험한다. 왜냐하면 이는 항상 고유 가속도를 유발하고, (중력이 없는 경우) 항상 좌표 가속도(속도가 변하는 경우)도 유발하기 때문이다. 차량이 방향이나 속도를 변경할 때마다 탑승자는 좌석의 기계적인 밀림으로 인해 측면(좌우) 또는 종방향(앞뒤) 힘을 느낀다.

{{{1}}}라는 표현은 매 초마다 속도가 9.80665 미터/초 (35.30394 km/h)씩 변한다는 의미이다. 이 속도 변화율은 초당 9.80665 (미터/초), 또는 9.80665 m/s²로도 나타낼 수 있다. 예를 들어, 1g의 가속도는 매 초마다 약 35 km/h (22 mph)의 속도 변화율과 같다. 따라서 1g로 제동할 수 있는 자동차가 35km/h로 주행한다면, 1초 만에 정지할 수 있으며 운전자는 1g의 감속을 경험할 것이다. 이 속도의 3배인 105 km/h (65 mph)로 주행하는 자동차는 3초 만에 정지할 수 있다.

거리 s 내에서 일정한 가속도로 0에서 v까지 속도가 증가하는 경우, 이 가속도는 v²/(2s)이다.

g-내성(높은 g-포스에 노출되었을 때 손상되지 않는 것)을 위해 물체를 준비하는 것을 g-강화라고 한다. 이는 예를 들어 총으로 발사되는 발사체 내부의 장비에 적용될 수 있다.

인간의 내성

 가가속도 § 생리적 영향 및 인간의 인지 문서를 참고하십시오.

인간의 선형 가속도 허용 한계를 나타내는 반대수 그래프^[8]

인간의 내성은 중력의 크기, 적용 시간 길이, 작용 방향, 적용 위치 및 신체 자세에 따라 달라진다.^[9][10]:350

인체는 유연하고 변형 가능하며, 특히 연조직은 더욱 그렇다. 얼굴을 세게 때리는 것은 국부적으로 일시적으로 수백 g를 가할 수 있지만 실제 손상을 일으키지는 않는다. 그러나 1분 동안 일정한 16g는 치명적일 수 있다. 진동을 경험할 때, 상대적으로 낮은 피크 g-포스 수준은 장기나 결합 조직의 공명 주파수와 일치하면 심각한 손상을 초래할 수 있다.

어느 정도까지는 g-내성을 훈련할 수 있으며, 개인마다 타고난 능력에 상당한 차이가 있다. 또한, 일부 질병, 특히 순환계 문제는 g-내성을 감소시킨다.

수직

항공기 조종사(특히)는 척추와 일치하는 축을 따라 g-포스를 견딘다. 이는 피험자의 몸 길이를 따라 혈압에 상당한 변화를 일으키며, 이는 견딜 수 있는 최대 g-포스를 제한한다.

양성, 즉 "위쪽" g-포스는 앉거나 서 있는 사람의 발 쪽으로 피를 아래로 밀어낸다(더 자연스럽게는 발과 몸이 바닥과 좌석의 위쪽 힘에 의해 피를 중심으로 위로 밀리는 것으로 볼 수 있다). 양성 g-포스에 대한 저항력은 다양하다. 일반적인 사람은 의식을 잃기 전에 약 5 g₀ (49 m/s²) (일부 사람들은 이 지점을 초과하는 더 높은 g-롤러코스터를 타다가 기절할 수도 있다는 의미)를 견딜 수 있지만, 특수 G-슈트와 근육을 긴장시키는 노력을 결합하면—둘 다 피를 뇌로 되돌리는 역할을 한다—현대 조종사는 일반적으로 지속적인 9 g₀ (88 m/s²)를 견딜 수 있다 (고G 훈련 참조).

특히 항공기에서는 수직 g-포스가 종종 양의 값을 가지며(발 쪽으로 피를 밀어내고 머리에서 멀어지게 함), 이는 특히 눈과 뇌에 문제를 일으킨다. 양의 수직 g-포스가 점진적으로 증가하면(예: 원심분리기에서) 다음과 같은 증상을 경험할 수 있다.

• 그레이아웃, 시야의 색조가 사라지며, 평형을 되찾으면 쉽게 회복된다.
• 터널 시야, 주변 시야가 점진적으로 상실된다.
• 블랙아웃, 의식은 유지되지만 머리로 가는 혈류 부족으로 시야가 상실된다.
• G-LOC, g-포스 유발 의식 상실^[11]
• g-포스가 빠르게 감소되지 않으면 사망에 이를 수 있다.

머리 쪽으로 피를 밀어내는 "음성" 또는 "아래쪽" g에 대한 저항은 훨씬 낮다. 이 한계는 일반적으로 −2 에서^{[단위 변환: %s]}%s 범위이다. 이 상태는 때때로 레드아웃이라고 불리는데, 혈액으로 가득 찬 아래 눈꺼풀이 시야로 당겨져^[12] 시야가 문자 그대로 붉어진다.^[13] 음의 g-포스는 일반적으로 불쾌하며 손상을 유발할 수 있다. 눈이나 뇌의 혈관은 혈압 증가로 인해 부어오르거나 터져 시력 저하나 심지어 실명에 이를 수도 있다.

수평

인체는 척추에 수직인 g-포스에 더 잘 견딘다. 일반적으로 가속도가 앞쪽일 때(피험자가 본질적으로 등을 대고 누워 있을 때, 구어적으로 "안구 안쪽"이라고 함),^[14] 가속도가 뒤쪽일 때(엎드려 누워 있을 때, "안구 바깥쪽")보다 훨씬 높은 내성을 보인다. 이는 후자의 방향에서 망막의 혈관이 더 민감하게 반응하는 것으로 보이기 때문이다.

초기 실험에 따르면, 훈련받지 않은 인간은 노출 시간에 따라 다양한 가속도를 견딜 수 있었다. 이는 10초 미만 동안 최대 20 g₀에서 1분 동안 10 g₀, 그리고 10분 동안 6 g₀까지 다양했으며, "안구 안쪽"과 "안구 바깥쪽" 모두에 해당했다.^[15] 피험자들은 간단한 신체 및 의사소통 작업을 수행할 수 있었기 때문에 이러한 힘은 인지 능력을 유지한 채 견뎌졌다. 이 테스트들은 장단기적인 해를 끼치지 않는 것으로 판단되었지만, 내성은 매우 주관적이었고, 가장 의욕적인 비조종사들만이 테스트를 완료할 수 있었다.^[16] 피크 실험 수평 g-포스 내성에 대한 기록은 가속도 개척자 존 스탭이 보유하고 있으며, 1954년 후반에 실시된 일련의 로켓 썰매 감속 실험에서 음속 0.9의 지상 속도에서 1초 남짓 만에 최고 "안구 바깥쪽" 가속도 46.2g와 1.1초 동안 25g 이상을 견뎌 인간의 신체가 이러한 능력을 가지고 있음을 입증했다. 스탭은 아무런 부작용 없이 45년을 더 살다가 89세에 사망했다.^[17][18]

인간이 경험한 최고 기록 g-포스는 2003년 인디카 시리즈 결승전인 2003년 10월 12일 텍사스 모터 스피드웨이에서 열린 2003년 쉐비 500에서 케니 브랙이 운전하는 차가 토마스 셰크터의 차와 바퀴 대 바퀴로 접촉했을 때였다. 이로 인해 브랙의 차는 즉시 안전펜스와 충돌했고, 이 충돌은 최고 214 g₀를 기록했다.^[19][20]

짧은 지속 시간의 충격, 충돌 및 가가속도

충격 및 기계적 충격은 일반적으로 높은 운동 에너지를 가진 단기적 여기를 설명하는 데 사용된다. 충격 펄스는 종종 ɡ₀·s로 표현되는 피크 가속도와 펄스 지속 시간으로 측정된다. 진동은 주기적인 진동으로, ɡ₀·s와 주파수로도 측정할 수 있다. 이러한 현상의 역학은 상대적으로 장기적인 가속도로 인한 g-포스와 구별하는 요소이다.

높이 ${\displaystyle h}$에서 자유 낙하한 후 충돌 시 거리 ${\displaystyle d}$만큼 감속할 때, 물체에 가해지는 충격은 ${\displaystyle (h/d)}$· ɡ₀이다. 예를 들어, 1m 높이에서 떨어져 1mm 거리에서 충격을 가하는 단단하고 밀집된 물체는 1000 ɡ₀의 감속을 받는다.

가가속도는 가속도의 변화율이다. SI 단위에서 가가속도는 m/s³으로 표현된다. 이는 초당 표준 중력(ɡ₀/s; 1 ɡ₀/s ≈ 9.81 m/s³)으로도 표현될 수 있다.

기타 생물학적 반응

최근 일본에서 극한환경 미생물에 대해 수행된 연구에서는 다양한 박테리아(비극한환경 제어용으로 대장균 포함)가 극한 중력 조건에 노출되었다. 박테리아는 403,627g에 해당하는 고속으로 초원심분리기에서 회전하면서 배양되었다. 파라코쿠스 데니트리피칸스는 이러한 초가속도 조건에서 생존할 뿐만 아니라 견고한 세포 성장을 보인 박테리아 중 하나였다. 이러한 조건은 일반적으로 매우 거대한 별이나 초신성의 충격파와 같은 우주 환경에서만 발견될 수 있다. 분석 결과, 원핵세포의 작은 크기가 초중력 조건에서 성공적인 성장에 필수적임이 밝혀졌다. 특히, 두 가지 다세포 종인 선형동물 Panagrolaimus superbus^[21] 및 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)은 400,000 × g를 1시간 동안 견딜 수 있음이 밝혀졌다.^[22] 이 연구는 판스페르미아설의 실현 가능성에 대한 함의를 가지고 있다.^[23][24]

다양한 일반적인 예시

 이 부분의 본문은 가속도의 크기입니다.

예시	g-포스[a]
중력 탐사선 B의 자이로 회전자와 TRIAD I 항법 위성의 자유 부동 증명 질량[25]	0 g
보미트 코멧 탑승 (포물선 비행)	≈ 0 g
자체 중력에 의해 구형으로 형성된 알려진 천체 중 가장 작고 질량이 적은 미마스에 서 있을 때	0.006 g
현재 정역학적 평형 상태에 있는 알려진 천체 중 가장 작고 질량이 적은 세레스에 서 있을 때	0.029 g
평균 지면 고도의 명왕성에 서 있을 때	0.063 g
평균 지면 고도의 에리스에 서 있을 때	0.084 g
평균 지면 고도의 타이탄에 서 있을 때	0.138 g
평균 지면 고도의 가니메데에 서 있을 때	0.146 g
지면 고도의 달에 서 있을 때	0.1657 g
2000년 토요타 시에나가 0에서 100km/h까지 9.2초에 도달[26]	0.3075–0.314 g
수성에 서 있을 때	0.377 g
화성 적도 평균 지면 고도에 서 있을 때	0.378 g
금성 평균 지면 고도에 서 있을 때	0.905 g
지구 해수면 표준에 서 있을 때	1 g
발사 직후의 새턴 V 달 로켓과 대기압이 지구와 비슷한 해왕성의 중력	1.14 g
부가티 베이론이 0에서 100km/h까지 2.4초에 도달	1.55 g[b]
그래비트론 놀이기구	2.5–3 g
목성 중위도 및 대기압이 지구와 비슷한 곳에서의 중력	2.528 g
후추를 들이마신 후 억제되지 않는 재채기[27]	2.9 g
우주왕복선, 발사 및 재진입 중 최대	3 g
고G 롤러코스터[10]:340	3.5–12 g
등을 힘껏 치는 격렬한 인사[27]	4.1 g
탑 퓨얼 드래그 레이싱 1/4마일 4.4초 세계 기록	4.2 g
제1차 세계 대전 항공기(예: 소프위드 카멜, 포커 Dr.1, SPAD S.XIII, 뉴포르 17, 알바트로스 D.III)의 공중전 기동	4.5–7 g
루지, 휘슬러 슬라이딩 센터에서 예상되는 최대치	5.2 g
쇼크 웨이브, 현재 운행 중인 최고 g-포스 롤러코스터	5.9 g
포뮬러 원 카, 급제동 시 최대[28]	6.3 g
테러 타워, 최고 g-포스 강철 롤러코스터	6.3 g
포뮬러 원 카, 코너링 시 최대 횡방향[29]	6–6.5 g
표준, 완전 곡예 비행 인증 글라이더	+7/−5 g
아폴로 16호 재진입 시[30]	7.19 g
수호이 Su-27 항공기에서 허용되는 최대 g-포스	9 g
미코얀 MiG-35 항공기에서 허용되는 최대 g-포스 및 레드 불 에어 레이스 항공기에서 허용되는 최대 g-포스 선회	10 g
플립 플랩 철도, 최고 g-포스 목재 롤러코스터	12 g
제트 전투기 조종사의 탈출 좌석 활성화 시	15–25 g
태양 표면에서의 중력 가속도	28 g
토르 미사일 시스템의 최대 g-포스[31]	30 g
로켓 썰매를 탄 인간의 최대	46.2 g
포뮬러 원 2021년 영국 그랑프리 막스 페르스타펀과 루이스 해밀턴의 충돌	51 g
포뮬러 원 2020년 바레인 그랑프리 로맹 그로장 충돌[32]	67 g
스프린트 미사일	100 g
충돌에서 살아남은 인간의 짧은 노출[33]	> 100 g
INDYCAR 2003년 텍사스 케니 브랙 충돌	214 g
포뮬러 원 2014년 일본 그랑프리 쥘 비앙키 충돌	254 g
포뮬러 원 1994년 산마리노 그랑프리 카를 벤들링거[34] 충돌	≈360 g
코로나 질량 방출 (태양)[35]	480 g
포뮬러 원 1994년 산마리노 그랑프리 롤란트 라첸버거 예선 충돌	500 g
퀵론치가 제안한, 배럴 길이 1km, 포구속도 6km/s의 우주포 (일정 가속도 가정)	1,800 g
기계식 손목시계의 충격 내성[36]	> 5,000 g
V8 포뮬러 원 엔진, 최대 피스톤 가속도[37]	8,600 g
갯가재, 포식 공격 시 집게발 가속도[38]	10,400 g
군사 포탄에 내장된 전자 장비의 정격[39]	15,500 g
분석용 초원심분리기가 60,000rpm으로 회전할 때, 분석 셀 바닥(7.2cm)에서[40]	300,000 g
미스트리움 카밀라 개미 종의 턱 계산된 가속도[41]	607,805 g
자포 가속도: 모든 생물체에서 기록된 가장 빠른 가속도.[42]	5,410,000 g
대형 강입자 충돌기에서 양성자의 평균 가속도[43]	190,000,000 g
전형적인 중성자별 표면에서의 중력 가속도[44]	2.0×1011 g
각성장 플라스마 가속기에서 가속[45]	8.9×1020 g

가속도계를 이용한 측정

식스 플래그스 매직 마운틴의 슈퍼맨: 이스케이프 프롬 크립톤 롤러코스터는 6.5초 동안 탄도 무중력을 제공한다.

가속도계는 가장 간단한 형태로, 용수철 끝에 댐핑된 질량을 가지고 있으며, 질량이 용수철 위에서 특정 방향('축'이라고 함)으로 얼마나 움직였는지 측정하는 방법을 갖추고 있다.

가속도계는 종종 하나 이상의 축을 따라 g-포스를 측정하도록 캘리브레이션된다. 정지된 단일 축 가속도계가 측정 축이 수평이 되도록 방향을 맞추면, 출력은 0g가 되며, 수평 도로에서 일정한 속도로 주행하는 자동차에 장착되어도 계속 0g가 된다. 운전자가 브레이크나 가스 페달을 밟으면 가속도계는 양 또는 음의 가속도를 기록할 것이다.

가속도계가 90° 회전하여 수직으로 놓이면, 정지 상태임에도 불구하고 +1g를 읽을 것이다. 이러한 상황에서 가속도계는 두 가지 힘, 즉 중력과 그 위에 놓여 있는 표면의 지면 반력에 노출된다. 이 두 힘 중 가속도계와 지면 사이의 기계적 상호작용으로 인해 가속도계가 측정할 수 있는 것은 후자의 힘뿐이다. 이 측정값은 가속도계가 오직 그 힘만을 받는다면 가질 가속도이다.

3축 가속도계는 떨어뜨리거나 다른 방식으로 탄도 궤적(관성)으로 놓여져 "자유 낙하"를 경험하면(궤도에 있는 우주 비행사처럼), 세 축 모두에서 0g를 출력한다(여기서는 작은 조석 가속도를 미소 중력이라고 하는데, 논의를 위해 무시한다). 일부 놀이 공원 놀이기구는 거의 0g 상태를 몇 초 동안 제공할 수 있다. NASA의 "보미트 코멧"을 타면 한 번에 약 25초 동안 거의 0g의 g-포스를 경험할 수 있다.

같이 보기

• 인공중력
• 지구의 중력
• 중력 가속도
• 중력 상호작용
• 초중력
• 하중계수
• 최대 지반 가속도 – 지진의 g-포스
• 엎드린 조종사
• g-포스와 겉보기 무게의 관계
• 충격 및 진동 데이터 로거
• 충격 감지기
• 누운 자세 조종석