Κύριος επιστήμη

Φυσική φυγοκεντρική δύναμη

Φυσική φυγοκεντρική δύναμη
Φυσική φυγοκεντρική δύναμη

Βίντεο: Θεωρία Πίεση: Πίεση-Υδροστατική πίεση 2024, Ιούνιος

Βίντεο: Θεωρία Πίεση: Πίεση-Υδροστατική πίεση 2024, Ιούνιος
Anonim

Φυγοκεντρική δύναμη, μια πλασματική δύναμη, ιδιότυπη προς ένα σωματίδιο που κινείται σε κυκλική διαδρομή, που έχει το ίδιο μέγεθος και διαστάσεις με τη δύναμη που διατηρεί το σωματίδιο στην κυκλική του διαδρομή (η κεντρομόλος δύναμη) αλλά δείχνει προς την αντίθετη κατεύθυνση.

μηχανική: Φυγοκεντρική δύναμη

Σύμφωνα με την αρχή της σχετικότητας της Γαλιλαίας, εάν οι νόμοι του Νεύτωνα είναι αληθινοί σε οποιοδήποτε πλαίσιο αναφοράς, ισχύουν και σε οποιοδήποτε άλλο πλαίσιο

Μια πέτρα που περιστρέφεται σε ένα οριζόντιο επίπεδο στο τέλος μιας χορδής που είναι δεμένη σε ένα στύλο στο έδαφος αλλάζει συνεχώς την κατεύθυνση της ταχύτητάς της και, ως εκ τούτου, έχει μια επιτάχυνση προς το στύλο. Αυτή η επιτάχυνση ισούται με το τετράγωνο της ταχύτητάς του διαιρούμενο με το μήκος της συμβολοσειράς. Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, μια επιτάχυνση προκαλείται από μια δύναμη, η οποία σε αυτήν την περίπτωση είναι η ένταση στη χορδή. Εάν η πέτρα κινείται με σταθερή ταχύτητα και παραβλέπεται η βαρύτητα, η ένταση χορδής προς τα μέσα είναι η μόνη δύναμη που ενεργεί πάνω στην πέτρα. Εάν σπάσει η χορδή, η πέτρα, λόγω αδράνειας, θα συνεχίσει να βρίσκεται σε ευθεία γραμμή εφαπτομένη στην προηγούμενη κυκλική διαδρομή της. δεν κινείται προς την κατεύθυνση προς τα έξω, όπως θα συνέβαινε εάν η φυγοκεντρική δύναμη ήταν πραγματική.

Αν και δεν είναι μια πραγματική δύναμη σύμφωνα με τους νόμους του Νεύτωνα, η έννοια της φυγοκεντρικής δύναμης είναι χρήσιμη. Για παράδειγμα, όταν αναλύεται η συμπεριφορά του υγρού σε διαχωριστή κρέμας ή φυγοκέντρου, είναι βολικό να μελετάμε τη συμπεριφορά του υγρού σε σχέση με το περιστρεφόμενο δοχείο παρά σε σχέση με τη Γη. και, προκειμένου οι νόμοι του Νεύτωνα να ισχύουν σε ένα τέτοιο περιστρεφόμενο πλαίσιο αναφοράς, μια αδρανειακή δύναμη ή μια πλασματική δύναμη (η φυγοκεντρική δύναμη), ίση και αντίθετη από την κεντρομόλο δύναμη, πρέπει να περιλαμβάνονται στις εξισώσεις κίνησης. Σε ένα πλαίσιο αναφοράς που συνδέεται με την περιστροφική πέτρα, η πέτρα βρίσκεται σε ηρεμία. Για να αποκτήσετε ένα ισορροπημένο σύστημα δύναμης, πρέπει να συμπεριλαμβάνεται η φυγοκεντρική δύναμη εξωτερικής δράσης.

Η φυγοκεντρική δύναμη μπορεί να αυξηθεί αυξάνοντας είτε την ταχύτητα περιστροφής είτε τη μάζα του σώματος ή μειώνοντας την ακτίνα, που είναι η απόσταση του σώματος από το κέντρο της καμπύλης. Η αύξηση της μάζας ή η μείωση της ακτίνας αυξάνει την φυγοκεντρική δύναμη σε άμεση ή αντίστροφη αναλογία, αντίστοιχα, αλλά η αύξηση της ταχύτητας περιστροφής την αυξάνει ανάλογα με το τετράγωνο της ταχύτητας. Δηλαδή, μια αύξηση της ταχύτητας 10 φορές, ας πούμε από 10 σε 100 στροφές ανά λεπτό, αυξάνει τη φυγοκεντρική δύναμη κατά ένα συντελεστή 100. Η φυγοκεντρική δύναμη εκφράζεται ως πολλαπλάσιο του g, το σύμβολο της κανονικής βαρυτικής δύναμης (αυστηρά μιλώντας, την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας). Φυγοκεντρικά πεδία άνω των 1.000.000.000g έχουν παραχθεί στο εργαστήριο από συσκευές που ονομάζονται φυγοκεντρητές.