Het menselijke lichaam is veel gevoeliger voor versnelling dan voor snelheid. Als een lift versneld naar boven beweegt, voelen we ons zwaarder worden. Een kleine versnelling naar beneden kan een misselijkmakend gevoel veroorzaken. De mate waarin dit gebeurt, noemen we G-krachten.
Straaljagerpiloten, astronauten en parachutisten zijn in hun werk onderhevig aan grote versnellingen. Het lanceren van bemande ruimtevluchten, schietstoelen en het openen van parachutes dient zorgvuldig beheerst te worden om schade aan het lichaam te voorkomen. Daarom wordt er veel onderzoek gedaan naar de effecten van versnelling op het menselijk lichaam en de daarbij horende beperkingen van wat wel en wat niet door een mens verdragen wordt.
G-kracht
raketslede
De g-kracht is eigenlijk geen kracht. Het heeft geen eenheid en is eigenlijk een factor. Standaard is de g-kracht gelijk aan 1. Dat betekent dat je je gewone gewicht hebt. De g-kracht bereken je door de normaalkracht te delen door de zwaartekracht.
Onderzoek naar G-krachten
Bij onderzoek worden versnellingen veroorzaakt door bijvoorbeeld “raketsledes”, katapults, centrifuges en zelfs door een proefpersoon vanaf een hoge toren in een zacht materiaal te laten vallen. De reactie van het menselijk lichaam op een versnelling is afhankelijk van de grootte, de duur en de richting van de versnelling. De grootte wordt gemeten in g’s, waarbij g gelijk is aan de valversnelling (= 9,81 m/s2). De richting wordt gedefinieerd als longitudinaal (aL) voor de “hoofd-naar-voet” as of transversaal (aT) voor de “voor-naar-achter” as.
Effect op het menselijk lichaam
Voor korte versnellingen, dat wil zeggen versnellingen korter dan 0,2 s, is de vermindering van kracht in de botten, de wervelkolom en inwendige organen van belang. Voor langdurige versnellingen, d.w.z. versnellingen langer dan 0,2 s, kan de beweging van grote hoeveelheden bloed een teveel of tekort aan bloed veroorzaken in verschillende delen van het lichaam. Dit laatste is het meest ernstig voor de positieve longitudinale versnelling. Verlaging van de bloeddruk in het hoofd leidt in deze situatie al gauw tot een verlies in zicht en bewusteloosheid.
In de tabel staan enkele effecten van langdurige versnellingen weergeven. Straaljagerpiloten kunnen onderhevig zijn aan versnellingen oplopend tot 6g. Om de drempel waarbij piloten hun bewustzijn verliezen te verhogen, moeten zij hun spieren spannen en een grommend geluid maken. Dit verhoogt de drempel met ongeveer 0,5g. Ook bestaan er zogenaamde “anti-g pakken”. Deze bestaan uit bondages of opblaasbare manchetten om te voorkomen dat teveel bloed de benen en de onderbuik in stroomt. Deze pakken verhogen de toelaatbare drempel met ongeveer 1,5g. De absolute limiet voor een mens is een versnelling van ongeveer 7g gedurende 15 s.