离心机工作原理

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离心机工作原理

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离心机工作原理离心机是一种常用的实验室设备,用于分离混合物中的固体颗粒或液体。

它基于离心力的原理工作,通过旋转运动将混合物中的组分分离开来。

下面将详细介绍离心机的工作原理。

1. 离心力的产生离心机的工作原理基于离心力的产生。

离心力是一种惯性力,产生于物体在旋转运动中的离心作用。

当物体沿着曲线运动时,它会受到一个指向曲线中心的力,这个力就是离心力。

离心机通过高速旋转实现离心力的产生。

2. 离心机的结构离心机通常由以下几个主要部分组成:- 主机:包括电机和转子,用于产生旋转运动;- 转子:安装样品的容器,通常是圆盘状或圆柱状,可以容纳多个样品管或离心管;- 速度调节装置:用于控制离心机的转速;- 温度控制装置:用于控制离心机的工作温度;- 控制面板:用于设置离心机的参数和监控工作状态。

3. 离心机的工作过程离心机的工作过程通常包括以下几个步骤:- 样品装载:将待分离的样品装入离心管中,并将离心管放入转子中;- 转速设定:根据需要,设置离心机的转速和离心时间;- 加速:启动离心机,电机开始旋转,逐渐加速;- 离心:当离心机达到设定的转速后,离心力开始作用于样品,使其分离;- 分离:离心力使得样品中的固体颗粒或液体分离出来,固体颗粒沉积在离心管底部,液体则上升到离心管顶部;- 停止:离心时间结束后,离心机停止旋转,样品可以取出进行后续处理。

4. 离心机的应用离心机广泛应用于生物医学、化学、生物工程等领域。

它可以用于细胞分离、DNA/RNA提取、蛋白质纯化、血液分离、细菌培养等实验和生产过程中。

离心机的高速旋转和离心力的作用可以有效地分离出不同密度的物质,提高实验效率和准确性。

总结:离心机是一种基于离心力原理工作的实验室设备,通过高速旋转产生的离心力将混合物中的固体颗粒或液体分离出来。

离心机的工作过程包括样品装载、转速设定、加速、离心、分离和停止等步骤。

离心机广泛应用于生物医学、化学、生物工程等领域,对实验和生产过程中的分离操作起到重要作用。

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离心机工作原理引言概述:离心机是一种常见的分离设备,广泛应用于化工、制药、食品等行业。

它的工作原理基于离心力的作用,通过旋转运动将混合物分离成不同密度的组分。

本文将详细介绍离心机的工作原理。

正文内容:1. 离心机的基本原理1.1 离心力的作用离心机的工作原理基于离心力的作用。

当离心机高速旋转时,离心力将混合物中的组分分离开来。

离心力的大小与离心机的转速和半径有关,离心机转速越高,离心力越大。

1.2 离心机的结构离心机主要由转子、离心机壳体和电机组成。

转子是离心机的核心部件,它通过电机驱动高速旋转。

离心机壳体用于固定转子,并通过密封装置防止混合物泄漏。

1.3 离心机的分类根据离心机的用途和结构特点,可以将离心机分为不同类型。

常见的离心机包括离心脱水机、离心沉降机、离心过滤机等。

它们在分离原理和应用领域上有所不同。

2. 离心机的工作过程2.1 原料进料在离心机工作前,需要将待分离的混合物放入离心机的转子中。

通常,原料会通过进料管道进入离心机。

2.2 旋转分离离心机启动后,电机带动转子高速旋转。

在旋转过程中,离心力将混合物中的组分分离开来。

密度较大的组分会被推向离心机壳体的边缘,而密度较小的组分则留在转子内部。

2.3 组分收集离心机分离后,需要将不同密度的组分进行收集。

通常,密度较大的组分会通过出料口排出,而密度较小的组分则会留在转子内。

3. 离心机的应用领域3.1 化工行业离心机在化工行业中广泛应用于液固分离、液液分离和固液分离等过程。

例如,在制药工艺中,离心机可用于提取药物、分离悬浮液等。

3.2 制药行业离心机在制药行业中用于药物的分离、纯化和浓缩等过程。

它可以快速分离出药物中的杂质,提高药物的纯度和质量。

3.3 食品行业离心机在食品行业中常用于澄清果汁、分离乳脂肪、脱水蔬菜等。

它可以有效分离食品中的固体和液体组分,提高食品的品质和口感。

总结:离心机是一种基于离心力的分离设备,通过高速旋转将混合物分离成不同密度的组分。

离心机的工作原理

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离心机的工作原理离心机是一种常见的分离设备,广泛应用于化工、制药、食品、环保等领域。

它通过利用物料在离心力作用下的不同密度和粒径来实现分离的目的。

下面将详细介绍离心机的工作原理。

一、离心力的产生离心机的工作原理基于离心力的作用。

离心力是指在旋转体上的物体受到的离心作用力,它的大小与物体的质量、旋转速度和距离旋转中心的距离有关。

离心机通过高速旋转的转鼓产生强大的离心力,从而将物料进行分离。

二、离心机的结构离心机主要由转鼓、电机、传动装置和控制系统等组成。

1. 转鼓:转鼓是离心机的核心部件,它是一个圆筒形容器,内部装有物料。

转鼓通常由耐腐蚀的材料制成,以适应不同的工作环境。

2. 电机:电机是离心机的驱动装置,通过传动装置将动力传递给转鼓,使其高速旋转。

3. 传动装置:传动装置将电机的转动传递给转鼓,通常采用皮带传动或直接联轴器传动。

4. 控制系统:控制系统用于控制离心机的运行参数,如转速、时间等。

三、离心机的工作过程离心机的工作过程可以分为加料、分离和排料三个阶段。

1. 加料阶段:将待分离的物料通过进料口加入转鼓内。

加料过程可以手动或自动完成。

2. 分离阶段:在高速旋转的转鼓作用下,物料在离心力的作用下分离成不同密度和粒径的组分。

重物质沉积在转鼓壁上形成沉渣,而轻物质则靠近转鼓的中心形成悬浮液。

3. 排料阶段:分离完成后,通过排料口将沉渣和悬浮液分别排出。

沉渣可以通过人工清理或采用自动排渣装置进行处理。

四、离心机的应用离心机广泛应用于各个行业,以下是几个常见的应用领域:1. 化工行业:用于分离和浓缩化工原料、溶剂回收等。

2. 制药行业:用于分离药物、中间体和固体颗粒等。

3. 食品行业:用于橙汁、苹果汁等液体的澄清和浓缩。

4. 环保行业:用于处理污水、废水和固体废物等。

五、离心机的优势离心机具有以下优势:1. 分离效果好:通过调节转速和其他参数,可以实现对不同物料的高效分离。

2. 处理能力大:离心机的处理能力通常较大,可以满足工业生产的需求。

离心机工作原理

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离心机工作原理离心机是一种常见的机械设备,广泛应用于化工、制药、食品、环保等领域。

它通过旋转运动产生离心力,将混合物中的固体颗粒或液体分离出来。

下面将详细介绍离心机的工作原理。

一、离心力的产生离心机的核心是离心力的产生,它是离心机能够实现分离的基础。

离心力是由离心机高速旋转时产生的惯性力,它的大小与离心机的转速和半径有关。

当离心机高速旋转时,物体会受到离心力的作用,产生向外的加速度,从而实现物质的分离。

二、离心机的结构离心机一般由主机、转子、电机、控制系统等部分组成。

1. 主机:主机是离心机的主要部分,包括机壳、轴承和密封装置等。

它承载着离心机的整个结构,保证离心机的稳定运行。

2. 转子:转子是离心机中的旋转部分,它通过电机驱动旋转。

转子一般具有圆盘状或圆筒状的结构,内部有一定数量的离心筒或离心盘。

在离心机工作时,转子的高速旋转产生离心力,实现物质的分离。

3. 电机:电机是离心机的动力来源,它通过传动装置将动力传递给转子,驱动转子高速旋转。

4. 控制系统:控制系统用于控制离心机的转速和运行时间等参数。

一般采用电子控制,可以实现自动化操作。

三、离心机的工作过程离心机的工作过程可以分为加料、分离和排料三个阶段。

1. 加料阶段:将待分离的混合物通过进料口加入离心机中。

混合物可以是液体与固体的混合物,也可以是两种不同密度的液体混合物。

2. 分离阶段:当离心机开始工作时,电机驱动转子高速旋转。

由于离心力的作用,物质在离心机内部分离开来。

固体颗粒或较重的液体被甩到离心筒或离心盘的外侧,形成固体沉淀层;而较轻的液体则留在固体沉淀层上方,形成液体上清层。

3. 排料阶段:当分离完成后,离心机停止旋转。

固体沉淀层可以通过排料装置排出离心机,而液体上清层则通过排液装置排出。

排出的固体和液体可以分别收集和处理。

四、离心机的应用离心机在各个领域都有广泛的应用。

1. 化工领域:离心机可以用于化工生产中的固液分离、液液分离、晶体分离等。

离心机的工作原理

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离心机的工作原理一、引言离心机是一种常见的实验室仪器,广泛应用于生物化学、医药、环境科学等领域。

本文将详细介绍离心机的工作原理,包括离心力的产生、离心机的结构和工作过程。

二、离心力的产生离心力是离心机工作的基本原理,其产生依赖于离心机的旋转运动。

当离心机转速增加时,离心力也随之增加。

离心力的大小与离心机转速的平方成正比,与离心机半径成反比。

离心力的方向指向离心机的中心,用于分离混合物中的组分。

三、离心机的结构离心机通常由机电、转子、控制系统和外壳组成。

1. 机电:离心机的机电驱动转子旋转,产生离心力。

机电通常采用交流电动机或者直流电动机,具有可调速功能。

2. 转子:转子是离心机的核心部件,用于装载样品。

转子的形状和大小根据实验需求而定,常见的有固定角度转子和摇摆式转子。

3. 控制系统:离心机的控制系统用于控制转速、时间等参数。

现代离心机通常配备数字显示屏和按钮,方便用户进行操作。

4. 外壳:离心机的外壳主要用于保护内部部件,同时也起到减震和降噪的作用。

外壳通常由金属或者塑料制成,具有良好的耐腐蚀性和机械强度。

四、离心机的工作过程离心机的工作过程包括样品装载、设定参数、启动离心机、离心分离和停机等步骤。

1. 样品装载:将待分离的样品装入转子的样品槽中。

注意要保持样品均匀分布,避免不平衡加载。

2. 设定参数:根据实验要求,设定离心机的转速、离心时间和温度等参数。

不同的样品和实验目的需要不同的参数设置。

3. 启动离心机:关闭离心机的盖子,按下启动按钮,离心机开始运转。

机电驱动转子旋转,产生离心力。

4. 离心分离:离心机运转时,离心力使得样品中的组分按照密度差异分离。

较重的组分沉降到离心管底部,较轻的组分则上浮到离心管顶部。

5. 停机:离心时间到达设定值后,离心机自动住手运转。

注意等离心机彻底住手后再打开盖子,避免样品溢出。

五、离心机的应用离心机广泛应用于生物化学、医药、环境科学等领域。

1. 分离混合物:离心机可用于分离混合物中的固液、液液或者气液等组分。

离心机工作原理

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离心机工作原理离心机是一种常见的实验室设备,广泛应用于生物化学、制药、环境监测等领域。

它利用离心力的作用,将混合物中的不同组分分离开来。

本文将详细介绍离心机的工作原理。

一、离心力的产生离心机的核心是离心力的产生。

离心力是一种惯性力,它产生的原理是物体在旋转运动中会受到向外的离心力。

离心机通过高速旋转的转子,使待分离的混合物在离心力的作用下分离成不同的组分。

二、离心机的结构离心机主要由电机、转子、离心管和控制系统组成。

1. 电机:电机是离心机的动力来源,通过电能转化为机械能,驱动转子高速旋转。

2. 转子:转子是离心机的核心部件,也是离心力的产生器。

转子通常由金属材料制成,具有一定的强度和耐腐蚀性。

它可以容纳离心管,使离心力能够作用于待分离的样品。

3. 离心管:离心管是用来装载待分离样品的容器。

它通常由透明的塑料或玻璃制成,具有耐高速离心和耐化学腐蚀的特性。

4. 控制系统:离心机的控制系统主要包括转速控制、温度控制和时间控制等功能。

通过控制系统,可以根据实验需求设置离心机的工作参数。

三、离心机的工作原理离心机的工作原理基于离心力的作用。

当离心机启动后,电机驱动转子高速旋转,产生离心力。

离心力的大小与转子的转速和半径有关,转速越高、半径越大,离心力就越大。

离心机的分离过程可以分为三个步骤:加速、分离和减速。

1. 加速阶段:当离心机启动时,电机逐渐增加转速,使转子加速旋转。

在这个阶段,样品受到的离心力逐渐增大,混合物中的组分开始分离。

2. 分离阶段:当转速达到设定值后,离心机进入稳定工作状态。

在这个阶段,离心力维持在一定的数值,使混合物中的不同组分分离开来。

重的组分沉积在离心管的底部,轻的组分则浮在上层。

3. 减速阶段:当离心时间到达设定值时,离心机进入减速状态。

电机逐渐减速,离心力逐渐减小。

在这个阶段,离心管中的组分会逐渐回到混合状态。

四、离心机的应用离心机广泛应用于科学研究和实验室工作中。

它可以用于:1. 细胞分离:离心机可以将细胞和细胞碎片从培养基中分离出来,用于细胞培养和研究。

离心机工作原理

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离心机工作原理离心机是一种常见的实验室设备,广泛应用于生物医学、化学、环境科学等领域。

它利用离心力的作用,将混合物中的固体颗粒或者液体分离出来。

下面将详细介绍离心机的工作原理及其应用。

一、离心机的工作原理离心机的工作原理基于离心力的作用。

离心力是指在旋转体上的物体所受到的离心力,它是由于物体在旋转体上具有的惯性而产生的。

离心机通过高速旋转的转子产生强大的离心力,从而将混合物中的不同组分分离开来。

离心机主要由机电、转子和离心管组成。

机电通过带动转子高速旋转,产生离心力。

离心管内装有待分离的混合物,当离心机开始工作时,混合物中的固体颗粒或者液体味受到离心力的作用,向离心管的底部或者顶部挪移,从而实现分离。

离心机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:1. 启动离心机:将混合物装入离心管中,并将离心管放入离心机的转子槽中。

关闭离心机的盖子,并将离心机的电源接通。

2. 加速旋转:启动离心机后,机电开始工作,转子开始高速旋转。

转子的旋转速度可以根据需要进行调节。

3. 分离过程:随着转子的高速旋转,离心力逐渐增大。

混合物中的固体颗粒或者液体受到离心力的作用,向离心管的底部或者顶部挪移。

固体颗粒通常会沉积在离心管的底部,而液体则会在离心管中形成上清液。

4. 住手离心机:当分离过程完成后,离心机可以住手工作。

关闭离心机的电源,并等待转子彻底住手旋转后再打开离心机的盖子。

二、离心机的应用离心机在生物医学、化学、环境科学等领域有着广泛的应用。

以下是离心机在不同领域的具体应用:1. 生物医学领域:离心机常用于分离血液中的血细胞和血浆,用于研究血液成份和疾病诊断。

例如,离心机可以将血液中的红细胞沉积在离心管底部,从而得到血浆样品,用于检测生化指标。

2. 化学领域:离心机可用于分离化学反应中的固体产物和溶液。

例如,在合成有机化合物时,离心机可以将反应混合物中的产物与反应溶液分离,从而方便后续的提取和分析。

3. 环境科学领域:离心机可用于分离水样中的悬浮物和溶解物。

离心机工作原理

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离心机工作原理离心机是一种常用的机械设备,广泛应用于化工、制药、食品、环保等领域。

它通过旋转运动将混合物中的固体颗粒或液体分离出来,实现固液或液液的分离。

离心机的工作原理主要包括离心力、离心力场和分离过程三个方面。

一、离心力离心力是离心机工作的基本原理之一,它是由离心机高速旋转产生的。

当离心机旋转时,离心力就会产生。

离心力的大小与离心机的转速、离心机的半径以及被离心物体的质量有关。

离心力的作用是将悬浮在液体中的固体颗粒或液体分离出来。

二、离心力场离心力场是离心机工作的关键环节之一,它是指离心机内部的离心力作用于物料时形成的力场。

离心力场的形成是通过离心机的结构设计和旋转运动实现的。

离心力场的作用是将物料分离开来,使其按照不同的密度和尺寸进行分层。

离心力场的形成过程可以简单描述为:当离心机开始旋转时,物料会受到离心力的作用,使得物料中的固体颗粒或液体向离心机的外侧移动。

由于物料中的不同成分具有不同的密度和尺寸,它们会在离心力的作用下,按照一定规律在离心机内部形成不同的层次,从而实现分离。

三、分离过程离心机的分离过程是指离心机将物料中的固体颗粒或液体进行分离的过程。

分离过程主要包括加速、分离和减速三个阶段。

1. 加速阶段:当离心机启动时,它会逐渐加速旋转,使物料中的固体颗粒或液体受到离心力的作用,向离心机的外侧移动。

2. 分离阶段:当离心机达到一定的转速后,离心力的作用达到平衡,物料中的不同成分开始按照密度和尺寸分层。

较重的固体颗粒或液体会沉积到离心机的内侧,而较轻的固体颗粒或液体则会浮到离心机的外侧。

3. 减速阶段:当离心机停止加速后,它会逐渐减速,这时分离好的物料会被收集和排出,而未分离好的物料则会继续在离心机内进行分离,直到完全分离。

总结:离心机的工作原理是基于离心力和离心力场的作用,通过离心力将物料中的固体颗粒或液体分离出来。

离心机的分离过程包括加速、分离和减速三个阶段。

离心机的工作原理在化工、制药、食品、环保等领域有着广泛的应用,为各行各业提供了高效、精确的分离方法。

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离心机工作原理要通俗的解说离心机的工作原理,首先我们需要来做一个游戏,现在拿出一张纸,在上面画一个圆,点出圆心的位置并画一条半径.假设在半径和圆周交点处有一个物体,那么这就是一个非常简易的离心机纵视图.由这个图来解释离心机的工作原理.物体作匀速圆周运动时遵循一个规律:F=m*v*v/r,式中F代表离心力,它沿着半径指向圆心.m代表物体的质量,v代表物体的线速度,当然还有角速度那是在另一个公式里.r就是半径了.在一个离心机中离心力主要由机壁提供,当上述等式成立时,物体就会一直做圆周运动而不离开圆面. 但当离心机的转动速度提高到使左边小于右边,也就是说离心力不足时物体就会逃脱离心力的控制而离开圆面这样离心机中物体就被甩出了.当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时,由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。

粒子越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子就会上浮。

微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关,并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。

象红血球大小的颗粒,直径为数微米,就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。

此外,物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。

扩散是无条件的绝对的。

扩散与物质的质量成反比,颗粒越小扩散越严重。

而沉降是相对的,有条件的,要受到外力才能运动。

沉降与物体重量成正比,颗粒越大沉降越快。

对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等,它们在溶液中成胶体或半胶体状态,仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。

因为颗粒越小沉降越慢,而扩散现象则越严重。

所以需要利用离心机产生强大的离心力,才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。

离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。

离心机是利用离心力对混合液(含有固形物)进行分离和沉淀的一种专用仪器。

实验室常用电动离心机有低速、高速离心机和低速、高速冷冻离心机,以及超速分析、制备两用冷冻离心机等多种型号。

其中以低速(包括大容量)离心机和高速冷冻离心机应用最为广泛,是生化实验室用来分离制备生物大分子必不可少的重要工具。

在实验过程中,欲使沉淀与母液分开,常使用过滤和离心两种方法。

但在下述情况下,使用离心方法效果较好。

①沉淀有粘性或母液粘稠。

②沉淀颗粒小,容易透过滤纸。

③沉淀量过多而疏松。

④沉淀量很少,需要定量测定。

或母液量很少,分离时应减少损失。

⑤沉淀和母液必须迅速分开。

⑥一般胶体溶液。

1、分离因素的含义:在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。

分离因素愈大(或愈小),说明两种溶质分离效果愈好,分离因素等于1,这两种溶质就分不开了。

离心机上的分离因素则指的是相对离心力。

2、影响分离因素的主要因素:离心力Centrifugal force (F) 离心力作为真实的力根本就不存在,在非惯性系中为计算方便假想的一个力。

请看下面的说明:向心力使物体受到指向一个中心点的吸引、或推斥或任何倾向于该点的作用。

笛卡儿把离心力解释为物体保持其“限定量”的一种趋势。

它们的区别就是,向心力是惯性参考系下的,而离心力是非惯性系中的力。

我们处理物理题时都是在惯性系下(此时牛顿定律才成立),所以一般不用离心力这个概念。

由于根本不是一个情况下的概念,我们无法对他们的方向和大小进行比较。

F=mω2rω:旋转角速度(弧度/秒) r:旋转体离旋转轴的距离(cm) m:颗粒质量相对离心力Relative centrifugal force (RCF)RCF 就是实际离心力转化为重力加速度的倍数g为重力加速度(9.80665m/s2)同为转于旋转一周等于2π弧度,因此转子的角速度以每分钟旋转的次数(每分钟转数n或r/min)表示:一般情况下,低速离心时常以r/min来表示。

3、分离因素计算公式:RCF=F离心力/F重力= mω2r/mg= ω2r/g= (2*π*r/r*rpm)2*r/g注:rpm应折换成转/秒例如:直径1000mm,转速1000转/分的离心机,分离因素为:RCF(1000)=(2*3.1415*16.667)^2*0.5/9.8=104.72^2*0.5/9.8=5601、沉降系数(sedimentation coefficient,s)根据1924年Svedberg(离心法创始人--瑞典蛋白质化学家)对沉降系数下的定义:颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。

沉降系数是以时间表示的。

用离心法时,大分子沉降速度的量度,等于每单位离心场的速度。

或s=v/ω2r。

s是沉降系数,ω是离心转子的角速度(弧度/秒),r是到旋转中心的距离,v是沉降速度。

沉降系数以每单位重力的沉降时间表示,并且通常为1~200×10^-13秒范围,10^-13这个因子叫做沉降单位S,即1S=10^-13秒.2、基本原理物体围绕中心轴旋转时会受到离心力F的作用。

当物体的质量为M、体积为V、密度为D、旋转半径为r、角速度为ω(弧度数/秒)时,可得:F=Mω2r 或者F=V.D.ω2r (1)上述表明:被离心物质所受到的离心力与该物质的质量、体积、密度、离心角速度以及旋转半径呈正比关系。

离心力越大,被离心物质沉降得越快。

在离心过程中,被离心物质还要克服浮力和摩擦力的阻碍作用。

浮力F}和摩擦力F}}分别由下式表示:F’=V.D’.ω2r (2)F’’=f dr/dt (3)其中D}为溶液密度,f为摩擦系数,dr/dt为沉降速度(单位时间内旋转半径的改变)。

基本原理在一定条件下,可有:F=F’+F’’V.D. ω2r =V.D’ω2r + f. dr/dtdr/dt =Vω2r (D-D’)/f (4)式(4)表明,沉降速度与被离心物质的体积、密度差呈正比,与f成反比。

若以S表示单位力场(ω2r=1)下的沉降速度,则S=V(D-D’)/f 。

S即为沉降系数惯性系Ox'y'z'绕惯性系Oxyz的z轴(z轴垂直于平面Oxy,图中未画出)以角速度ω匀速转动.在这种非惯性系中也可应用非惯性系牛顿第二定律:质点受到的外力和惯性力的合力,等于质量与加速度的乘积.这里的惯性力也是假想的力,没有施力物体.这种惯性力包含两项,其中一项是由Oxyz的z轴上的某点垂直于z轴指向质点,称为惯性离心力,另一项比较复杂,与质点相对坐标系O'x'y'x'的速度有关,称为科里奥利力或科氏力.对于相对非惯性系O'x'y'z'保持静止的质点来说, 惯性力只有一项:惯性离心力.质点离z轴的距离为r时,质点在非惯性系O'x'y'z' 中受到的惯性离心力的大小等于mω2r.在惯性系中应用动力学定律时,不应该使用惯性力和惯性离心力概念.例题1:如图37,细杆MN竖直放在圆盘上,在绳子的M 端跟圆盘的中心Q点之间连有一根细绳.原来圆盘静止,细绳上拉力为零.圆盘以角速度ω绕OO'轴匀速转动时,细杆相对圆盘静止,仍然竖直,这时细绳上的拉力多大?已知细杆的质量为m,QN=NM=s.解:细杆上各点离转动轴OO'的距离都是s,所以在圆盘参考系中,细杆受到的惯性离心力F离=mω2s.在圆盘参考系中,细杆除了N端以外,其它各处受三个力:F离、重力、细绳对细杆M点的拉力T,其中重力的作用线过N点.在圆盘参考系中,细杆保持静止,因此受到的包括惯性力在内的各力的和应为零, 各力对任意直线的力矩的代数和应为零.由各力对N点(对过N点垂直于平面MNQ的直线)的力矩的代数和为零,可得T(s/ 2)=mω2s(s/2)于是T= 2mω2s/2细绳上的拉力等于2mω2s/2.例题2:如图38,圆盘以角速度ω绕着OO'轴匀速转动, 均匀细杆MN的N端通过绞链跟圆盘连接,相对圆盘保持静止.已知θ=45°,QN=s,那么ω应为怎样的值?(A)ω等于(2g/s)1/2(B)ω为小于(2g/s)1/2的某个值(C)ω为大于(2g/s)1/2的某个值一种解答:图39中标出了均匀细杆受到的作用线不过N点的力.细杆的质心在细杆的中点,离转动轴的距离为(s/2),惯性离心力F离=mω2(s/2)在圆盘参考系中,惯性离心力和重力对N点的力臂都等于(s/2);这两个力对N点的力矩的代数和应为零.所以二力大小相等:mω2(s/2)=mg所以ω=(2g/s)1/2讨论:细杆可以看成刚体,看成由若干彼此间相对位置不变的质点组成的质点组.各个质点离转动轴的距离不同,它们受到的惯性离心力的和是否等于(mω2)乘以质心离转动轴的距离呢?它们是否等效于作用于质心的一个力呢?对第一个问题应该作肯定回答(这里不加证明),对第二个问题不能作肯定回答.把细杆MN分成长度相等(质量相等)的若干段,由于靠近M端的小段离转动轴较近,因此靠近M 端的小段受到的惯性离心力较小,从M端到N端,各小段受到的惯性离心力依次增大.所以各小段受到的惯性离心力的合力的作用点离M端较远, 离N端较近, 大约在图40中P1点.惯性离心力合力的力臂小于重力的力臂, 所以前面解答中“=”应改为“>”.所以本题的正确答案是(C).从这个例题的情景, 可以联想到自行车转弯时车身向内倾侧的情景. 在后一情景中可以取从弯道圆心指向自行车前后轮两个着地点的中点的方向为一个坐标轴方向, 取从弯道圆心垂直向上的方向为一个坐标轴方向, 这样建立的坐标系绕着过弯道圆心的竖直直线转动,可以在这个非惯性系中进行动力学分析.离心力(Centrifugal force)是长期以来被人们误解而产生的一种假想力,即惯性。

因为无法找出施力物体,背离了牛顿第三定律。

当物体作圆周运动时,类似于有一股力作用在离心方向,因此称为离心力。

离心力就是物体在圆盘上旋转产生背离圆盘中心的力,比如洗衣机的脱水桶就是使用离心力的原理。

离心力F=a*m 这里a是向心加速度,a=w的平方*r,w是角速度,r是半径;m是物体质量。

离心力是在两种条件下产生的,是由物体的惯性运动力和中心束缚力交织在一起产生的,摆脱中心束缚力的物质便离心而去。

在天体上,卫星在主星边缘做惯性运动,由于主星的引力束缚了卫星,使卫星做圆周公转,如果卫星的惯性运动力(速度)大于主星的引力束缚力,那卫星便远离中心一些。

在地球上,物体在不动的中心边缘做惯性运动,由于物体的结合力束缚物体,使物体做圆周旋转,如果物体的惯性运动力(速度)大于物体的结合力,那惯性运动的物体便远离中心而去。

由于水和气体的结合力很低,它们都会离中心而去。

结合力高的金属则不会离心而去。

现将惯性离心力和离心力概念简单解释一下:我们通常是以地面做参考系,可设想地面是静止的,或者在不太长的距离中把地面运动视为匀速直线运动,即惯性参考系,牛顿就是在这样的前提下才总结出了运动定律。

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