مجله

نیروی گریز از مرکز

Centrifugal force

نیروی گریز از مرکز ، یک نیروی ساختگی ، مخصوص ذره‌ای که در یک مسیر دایره‌ای حرکت می‌کند، که اندازه و ابعادی برابر با نیرویی دارد که ذره را در مسیر دایره‌ای خود نگه می‌دارد (نیروی مرکزگرا) اما در جهت مخالف است.

سنگی که در یک صفحه افقی در انتهای یک ریسمان بسته شده روی زمین می چرخد ​​به طور مداوم جهت سرعت خود را تغییر می دهد و بنابراین به سمت تیرک شتاب می گیرد. این شتاب برابر است با مجذور سرعت آن تقسیم بر طول رشته. مطابق باقانون دوم نیوتن ، شتاب توسط نیرویی ایجاد می شود که در این مورد کشش در رشته است. اگر سنگ با سرعت ثابت حرکت کند و گرانش نادیده گرفته شود، کشش رشته رو به داخل تنها نیرویی است که بر سنگ وارد می شود. اگر ریسمان پاره شود، سنگ به دلیل اینرسی ، در یک خط مستقیم مماس بر مسیر دایره ای قبلی خود به حرکت خود ادامه می دهد. همانطور که اگر نیروی گریز از مرکز واقعی بود، در جهت بیرونی حرکت نمی کند.

هر چند بر اساس نیروی واقعی نیستقوانین نیوتن ، مفهوم نیروی گریز از مرکز یک مفهوم مفید است. به عنوان مثال، هنگام تجزیه و تحلیل رفتار سیال در جداکننده کرم یا سانتریفیوژ ، مطالعه رفتار سیال نسبت به ظرف در حال چرخش به جای نسبت به زمین راحت است. و برای اینکه قوانین نیوتن در چنین چارچوب مرجع چرخشی قابل اجرا باشد ، باید یک نیروی اینرسی یا یک نیروی ساختگی (نیروی گریز از مرکز)، برابر و مخالف نیروی مرکز، در معادلات حرکت گنجانده شود . در چارچوب مرجع متصل به سنگ چرخان، سنگ در حال استراحت است. برای به دست آوردن یک سیستم نیروی متوازن، باید نیروی گریز از مرکز را به سمت بیرون وارد کرد.

نیروی گریز از مرکز را می توان با افزایش سرعت چرخش یا جرم جسم یا با کاهش شعاع که فاصله جسم از مرکز منحنی است افزایش داد. افزایش جرم یا کاهش شعاع، نیروی گریز از مرکز را به ترتیب به نسبت مستقیم یا معکوس افزایش می دهد ، اما افزایش سرعت چرخش آن را به نسبت مجذور سرعت افزایش می دهد. یعنی افزایش سرعت 10 برابری، مثلاً از 10 تا 100 دور در دقیقه، نیروی گریز از مرکز را ضریب 100 افزایش می دهد . شتاب ناشی از گرانش). میدان های گریز از مرکز بیش از 1,000,000,000 گرم در آزمایشگاه توسط دستگاه هایی به نام سانتریفیوژها تولید شده است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *