Cât de mult poate rezista o persoană? Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization
Câți g poate rezista o persoană?
Răspuns:
Această întrebare este sinonimă cu problema accelerației maxime sau a forței maxime care poate acționa asupra unui organism uman fără a-l deteriora. Accelerarea descrie schimbarea vitezei în timp. De la Newton am știut că există o legătură directă între forța care acționează asupra unui corp și accelerația pe care o experimentează ca rezultat - forța este egală cu masa corpului de ori de câte ori accelerația. O formă de accelerație care determină viața noastră pe pământ este accelerația gravitațională, care este denumită „g”. Ele determină forța gravitațională care acționează asupra noastră. În vecinătatea suprafeței terestre este aproape constantă (g = 9,81m/s2).
Accelerația datorată gravitației - 1g - este utilizată ca măsură a altor accelerații. În timpul accelerației unei mașini, ocupanții experimentează o accelerație de aproximativ 0,3 g, șoferul unei mașini de curse de Formula 1 are 1-1,5 g la start și până la 5 g la virare. Manevrele de zbor ale unei aeronave de pasageri sunt proiectate astfel încât sarcina pasagerilor să nu depășească 1,5 g. Astronauții experimentează accelerații de 3-4 g la decolare și sunt fără greutate (0 g) pe orbita lor în jurul pământului. La reintrarea în atmosfera terestră, astronauții din naveta spațială americană sunt expuși la o sarcină de aproximativ 1,5 g și în capsulele rusești Soyuz de până la 10 g. La monturi montane, se poate ajunge până la 6 g pentru o perioadă scurtă de timp.
Când vine vorba de întrebarea ce sarcină g poate rezista o persoană, joacă un rol major nu numai nivelul de accelerație, ci și perioada și, mai ales, direcția în care acționează această sarcină. Dacă o persoană este în poziție șezândă și este accelerată în sus, apare o senzație de greutate corporală mai mare și de la aproximativ 3 g devine aproape imposibil să se ridice. În special, încărcăturile mari de g ne afectează circulația sângelui. Cu accelerații pozitive în sus, sângele se scufundă în picioare. Acest lucru duce la tulburări vizuale după câteva secunde, cu 2-4 g, iar cu 5-6 g inconștiență apare din cauza fluxului sanguin cerebral restricționat. De îndată ce forțele de accelerație pozitive nu mai sunt eficiente, circulația sângelui în creier și ochi este normală din nou și are loc o trezire din inconștiență.
Accelerările negative în jos, în timpul cărora sângele circulă în cap, pot fi tolerate mult mai greu de oameni. Stresele de până la -1 g, care, de exemplu, acționează asupra unei persoane care este pe dos, sunt de obicei tolerate de oameni sănătoși fără probleme. Cu toate acestea, chiar și micile excese ale acestei mărci sunt percepute ca fiind foarte incomode și, în anumite circumstanțe, chiar dureroase, din cauza unei senzații de presiune în cap și ochi. Efectul așa-numit „redout” se poate seta la aproximativ -3 g. Aceasta este o deficiență vizuală cauzată de forțarea sângelui în cap și, astfel, în retină și vasele de sânge ale ochiului. Acest lucru face ca câmpul vizual să fie colorat în roșu. De la -5 g poate duce și la inconștiență. În plus, după doar câteva secunde, există riscul de a exploda vasele și a hemoragiei cerebrale cu acest stres.
Accelerările care acționează perpendicular pe axa corpului sunt mult mai ușor de făcut față organismului uman. Până la aproximativ 6 g, presiunea crescută este percepută pe părțile corpului de susținere. Respirația devine dificilă până la 12 g, iar nivelul de oxigen din sânge scade. Acest lucru poate fi contracarat cu un conținut crescut de oxigen în respirație, astfel încât sarcini de 15-20 g să pară posibile fără a pune în pericol corpul. Pe lângă faptul că accentuează circulația sângelui și respirația, accelerațiile mari înseamnă și forțe mari asupra scheletului uman și a mușchilor, ceea ce poate duce la răniri. Piloții și astronauții sunt expuși la încărcături mari de g pe perioade lungi de timp. Vei fi pregătit pentru misiunile tale printr-o pregătire fizică specială, în primul rând pentru a întări gâtul, picioarele și mușchii spatelui. În plus, piloții și astronauții poartă costume de presiune în acest scop. Pentru a putea rezista sarcinilor g foarte mari la reintrarea în capsule, astronauții se află în poziție culcată împotriva direcției de zbor.