Iedereen heeft vast wel eens van het verschijnsel G-krachten gehoord, maar wat zijn G-krachten nou precies?

Als eerste een korte inleiding om zo vanzelf tot het begrip G-krachten te komen.

Snelheid (speed) - Snelheid beschrijft een beweging van het lichaam zonder een richting aan te geven. Snelheid betekent de mate van verandering in afstand, gedeeld door de tijdsduur. Hieruit kunnen we dus de volgende formule concluderen: snelheid = afstand / tijd = ds / dt. Hierin betekent 'ds' het afstandverschil tussen begin en eindpunt, en 'dt' het tijdsverschil tussen begin en eind. De snelheid is in meter per seconde, de afstand is in meters en de tijd in seconden. Snelheid is de eerste afgeleide van afstand.

Snelheid (velocity) - Dit is ook een vorm van snelheid, maar hier wordt wel een richting aangegeven.

Versnelling of acceleratie - Versnelling of acceleratie beschrijft een verandering van snelheid van een voorwerp. Een versnelling komt door een verandering van snelheid over een rechte lijn (linear acceleration) of door een verandering in richting van de verplaatsing (radial acceleration). Of een combinatie van beide. Versnelling of acceleratie is de tweede afgeleide van afstand. Hieruit kunnen we dus de volgende formule afleiden:
acceleratie (a) = snelheid waarbij richting wordt aangegeven / tijd = d²s / d²t. Hierin is 's' de afstand in meters, 't' de tijd in seconden en 'a' de versnelling in m/s². Acceleratie kan een positieve (toenemende snelheid) of een negatieve waarde (afnemende snelheid) hebben.

G-krachten - De versnelling ten gevolge van de zwaartekracht welke wordt uitgedrukt in 'g' is 9,81 m/s². Om het aantal G's dat op het menselijk lichaam inwerkt te berekenen delen we de verselling of acceleratie door 'g'. Hieruit kunnen we de volgende formule afleiden: G = a / g. Hierbij is 'G' het aantal G's, 'a' de versnelling in m/s² en 'g' de zwaartekracht, die is altijd constant op aarde.

Jolt - De mate waarin de acceleratie verandert ten opzichte van de tijd wordt 'jolt' genoemd. Dit is de derde afgeleide van de afstand. De notatie van 'jolt' is G/s. 'jolt' is vooral belangrijk wanneer je kijkt naar de effecten van acceleraties van korte duur. Hoe langzamer G-krachten opgebouwd worden hoe beter het menselijk lichaam het kan verdragen.

Om enkele dingen nog wat duidelijker te maken pakken we ook de relatie tussen beweging en kracht erbij, die in drie wetten van beweging is beschreven door Newton.

Newton's eerste wet: Een voorwerp in rust blijft in rust en een voorwerp in beweging beweegt zich met een constante snelheid als er geen kracht op inwerkt.

Newton's tweede wet: Wanneer een kracht F inwerkt op een voorwerp, dan ondergaat dit laatste een versnelling. Deze versnelling is rechtevenredig aan de inwerkende kracht en omgekeerd evenredig aan haar eigen massa. Hieruit ontstaat de volgende formule: a = F/m, waarbij a de acceleratie is in m/s², F de kracht in Newton en m de massa in kilogram.

Newton's derde wet: Bij iedere actie ontstaat er een reactie die gelijk is in intensiteit maar waarvan de richting tegenovergesteld is.( dus een acceleratiekracht veroorzaakt een inertiekracht in omgekeerde zin). Dit is duidelijk te zien in de tabel verder op deze pagina de richting van acceleraties. Beweegt de acceleratie zich in de ene richting, dan beweegt de resulterende kracht zich in de tegenovergestelde richting.

Gewicht - Gewicht is de kracht uitgeoefend door de massa van een versnellend lichaam. Een massa van 1 kg oefent een gewicht uit van ongeveer 10 N als het versnelt met 9,81 m/s². In algemene termen kan men zeggen dat het gewicht (W in N) uitgeoefend door een massa (m in kg) met een versnelling van 'a' (in m/s²) kan worden berekend door middel van de volgende formule: W = m x (a / g ). Als voorbeeld, wanneer een massa van 1 kg beinvloed wordt door een kracht welke een versnelling van 29,43 m/s produceert een gewicht heeft van ongeveer 30 N.

Het menselijk lichaam is ingesteld op de zwaartekracht van de aarde, en is ook gewend aan het bestaan de omgeving hier. Maar in achtbanen wordt je lichaam blootgesteld aan hogere krachten door acceleraties. Deze acceleraties worden gesorteerd op de duur en de richting die ze hebben. De duur van de acceleraties kunnen we onderverdelen in drie groepen:

- Korte duur - krachten die invloed hebben op het lichaam voor minder dan 1 seconde. De effecten hangen vooral af van de sterkte van het deel van het lichaam waarop de kracht komt te staan. Dit is eigenlijk de enige kracht die veelvuldig voorkomt bij achtbanen.
- Middelmatige duur - krachten die invloed hebben op het lichaam voor ongeveer 0.5 tot 2 seconden. Verdraagzaamheid hangt niet alleen af van de gehele snelheid, maar ook van of de kracht snel of langzaam is opgebouwd, en wat de top was van de kracht die bereikt is.
- Lange duur - krachten die invloed hebben op het lichaam voor een periode van meer dan 2 seconden en soms zelfs minuten lang doorgaan. Psychologische effecten van lange duur acceleraties worden veroorzaakt door de aanhoudende vervorming van weefsels en organen van je lichaam en door veranderingen in de stroming en distributie van het bloed en lichaamsvloeistoffen.

De richting van acceleraties kunnen we onderverdelen in 6 groepen:

Richting van acceleratie:	Richting resulterende kracht:	Benaming + effect op ogen:	Notatie:
Richting hoofd	hoofd naar voeten	'Positive G' oogballen naar beneden	+Gz
Richting voeten	voeten naar hoofd	'Negative G' Oogballen omhoog	-Gz
Voorwaarts	borst naar rug	'supine G' Oogballen naar binnen	+Gx
Achterwaarts	rug naar borst	'prone G' Oogballen naar buiten	-Gx
Naar rechts	rechter naar linkerkant	lateral G' Oogballen naar links	+Gy
Naar links	linker naar rechterkant	'Right lateral G' Oogballen naar Links	-Gy