Accélération et le corps humain

Force g
Un force g est une mesure du type d'accélération causée par le contact entre deux surfaces. Le nom porte à confusion, car une force g est une accélération qui est mesurée avec un accéléromètre et non une force.

Force g = accélération causée par les forces de contact
(Exclus : poids)

Cependant, une accélération subie par un corps fait ressentir à ce dernier un poids différent de son poids en absence d'accélération. C'est ce qu'on nomme le poids apparent et c'est donc cette force causée par une accélération qui est les résultat de la force g. La force g peut donc être considérée comme la force résultante de toutes les force non gravitationnelles (et non électromagnétiques) agissant sur un corps. Ce sont les forces de contact appliquées sur un corps.

John Stapp durant un test à 421 mph (678 km/h)

Exemples de force g
Un corps au repos sur la surface de la Terre subit une force de 1 g, c'est à dire, la normale que le sol exerce sur lui provoque une accélération vers le haut qui annule l'accélération vers le bas due au poids.

Un corps en chute libre (sans frottement) subira une accélération de 0 g, d'où l'expression "zero-g flight" des avions qui font des vols paraboliques pour recréer l'effet d’apesanteur. Voir à ce sujet l'article Apesenteur.

Une personne dans un ascenseur qui est accéléré vers le haut subira une force g vers le haut et aura l'impression d'être plus lourde. Cette impression est due à la force normale entre le plancher et les pieds de la personne qui augmente, ce qui signifie un plus grand poids apparent.

Force 0 g = Chute libre
Force 1 g = Corps au repos à la surface de la Terre
Force supérieure à 1 g = Corps qui subit une force de contact qui le fait accélérer

Accélération g
Le corps humain est sensible aux accélérations.

Limites du corps humain
Le corps peut "survivre" à une accélération de 100 g si la durée est d'une fraction de seconde (ex.: une claque en pleine figure).

Exemples de forces g

• Debout à la surface de la Terre - 1 g
• Manège qui imite une chute libre - 0 g
• Debout à la surface de la lune à son équateur - 0,1654 g
• Bugatti Veyron de 0 à 100 km/h en 2,4 s - 1,18 g
• Montagnes russes à grandes accélérations - 3,5-6,3 g
• Voiture de drag - 4,2 g
• Formule 1 sous freinage maximal - 5 g
• Manoeuvre de tourner en jet - 9-12 g

Combinaison anti g
Puisque les pilotes d'avion de chasse subissent de grandes forces g, ils y a risque d'évanouissement (voile noire). Afin de diminuer ces risques, les combinaisons anti g serrent les jambes et l'abdomène afin d'éviter que la tête viennent qu'à manquer de sang lors des grandes accélérations.

Combinaison anti g

John Stapp
John Stapp, un officier de la Air Force, a réalisé des tests sur les effets de l'accélération du corps humain. En quelque sorte, le pionnier des "crash test dummy", ces mannequins qui sont utilisés dans diverses situations de collisions afin de mesurer les effets possible sur un humain.

Le test ultime réalisé par Stapp, fut une décélération de 42 G, l'équivalent de frapper un mur alors qu'on avance à 113 km/h (70 mph).

Vidéo des essais de John Stapp :
https://www.youtube.com/watch?v=s4tuvOer_GI

Crash test dummies

What if
Sur son blog "scientifique", Randall Munroe a répondu à la question : "Si on élimine toutes les règles de course automobile et qu'on faisait un concours de faire tourner un humain autour d'une piste de Nascar 200 fois aussi vite que possible, quelle stratégie gagnerait? On suppose que le pilote doit survivre.

http://what-if.xkcd.com/116/

Sources des images
« Anti-G Suit MSF830 » par When reusing, please credit me asauthor: Adam Kliczek, http://zatrzymujeczas.pl (CC-BY-SA-3.0)If you use my image on your website, please send me an email with webpage adress. If you use my image in your book, please send me one copy to my home adres, which I will provide by email.Contact me at: adam.kliczekgmail.com pl en +/− pl en +/− — Travail personnel. Sous licence GFDL via Wikimedia Commons.