Põhiline teadus

Tsentrifugaaljõu füüsika

Tsentrifugaaljõu füüsika
Tsentrifugaaljõu füüsika
Anonim

Tsentrifugaaljõud - fiktiivne jõud, mis on omane ringteel liikuvale osakesele ja millel on sama suurus ja mõõtmed kui jõul, mis hoiab osakest ringikujulisel teel (tsentripetaaljõud), kuid osutab vastupidises suunas.

mehaanika: tsentrifugaaljõud

Galilea relatiivsuse põhimõtte kohaselt, kui Newtoni seadused on tõesed ükskõik millises võrdlusraamis, kehtivad need ka kõigis teistes raamides

Maapinnal oleva posti külge kinnitatud nööri otsas horisontaaltasapinnal keerlev kivi muudab pidevalt oma kiiruse suunda ja seetõttu on sellel posti suhtes kiirendus. See kiirendus võrdub selle kiiruse ruuduga, mis on jagatud nööri pikkusega. Newtoni teise seaduse kohaselt põhjustab kiirenduse jõud, mis antud juhul on nööri pinge. Kui kivi liigub konstantsel kiirusel ja raskusjõudu eiratakse, on sissepoole suunatud nööri pinge ainus kivile mõjuv jõud. Kui nöör puruneb, jätkub kivi inertsuse tõttu sirgjooneliselt, mis puutub kokku tema eelmisele ringjoonele; see ei liigu väljapoole nagu tsentrifugaaljõud oleks reaalne.

Ehkki see pole Newtoni seaduste kohaselt päris jõud, on tsentrifugaaljõu kontseptsioon kasulik. Näiteks kooreseparaatoris või tsentrifuugis oleva vedeliku käitumise analüüsimisel on mugav uurida vedeliku käitumist pöörleva anuma, mitte Maa suhtes; ja selleks, et Newtoni seadusi saaks sellises pöörlevas võrdlusraamis kohaldada, tuleb liikumisvõrranditesse lisada inertsiaaljõud või fiktiivne jõud (tsentrifugaaljõud), mis on võrdne ja tsentripetaalse jõuga vastupidine. Keerava kivi külge kinnitatud võrdlusraamis on kivi puhkeasendis; tasakaalustatud jõusüsteemi saamiseks tuleb lisada väljapoole suunatud tsentrifugaaljõud.

Tsentrifugaaljõudu saab suurendada, suurendades kas pöörlemiskiirust või kere massi või vähendades raadiust, mis on keha kaugus kõvera keskpunktist. Massi suurendamine või raadiuse vähendamine suurendab tsentrifugaaljõudu vastavalt kas otseses või vastupidises proportsioonis, kuid pöörlemiskiiruse suurendamine suurendab seda võrdeliselt kiiruse ruuduga; see tähendab, et kiiruse suurendamine 10-kordselt, näiteks 10 kuni 100 pööret minutis, suurendab tsentrifugaaljõudu koefitsiendiga 100. Tsentrifugaaljõudu väljendatakse g-i kordajana, mis on normaalse gravitatsioonijõu sümbol (rangelt öeldes, gravitatsioonist tulenev kiirendus). Tsentrifugaalväljadega, mille mass on üle 1 000 000 000 g, on laboris toodetud tsentrifuugide abil.