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離心機分離物質加速度

發布時間:2019-08-07人氣:232

      我們共同來研究一下離心機的工作原理,并通過研究離心機的工作原理來理解并掌握浮力和離心力在加快物質沉降過程中的作用,通過本期題目,同學們可以對離心力有更為深刻的認識和理解,并通過這個題目中設計的場景,簡單的理解一下很多影視作品中的太空船為什么都在旋轉了,這個旋轉運動會產生怎樣的作用效果,以及在旋轉中的太空船中,重力的方向具體指向那邊,是不是與地球表面的重力方向相同?這些問題的答案其實都在這個題目中有所涉及,當然小編并沒有非常全面的在解題過程中說明上面的問題,但在后面的題目的分析過程中,小編在著重講授離心力的時候,對上述問題都會詳細說明的。



      首先由于離心機在運行過程時,試管其實是在圍繞轉軸做勻速圓周運動的,此時如果以試管為參考系的話,由于試管本身并不是慣性系,具有向心加速度,因此在以試管為參考系時,就必須引入慣性力修正,來進一步分析試管中物體的運動情況,當然,通過現象已經知道,試管中的顆粒其實是在做勻加速直線運動的,即試管中的顆粒要產生一個相對于試管的沿半徑向外方向的加速度,當然這個加速度并不是向心加速度,或者說于向心加速度一點兒關系都沒有,那為了計算這個沉降加速度,就必須要對顆粒經行受力分析,當然這就到了必須要著重說明白的地方了。


      由于顆粒受到慣性力修正,這個雖然不存在,但是有實際效果的力上來,由于離心機在轉動過程中,其向心加速度于相比于重力加速度會大很多的,因此在圖3的受力分析中,應該還有重力的作用,但是由于重力非常微弱,就被忽略掉了,此時這個慣性力修正對于試管中的顆粒而言,就充當了一個非常好的視重力的作用,也就是上面說的離心力的作用,因為對于顆粒而言重力的方向是沿著半徑方向向外的,因此對于試管中顆粒受到的浮力而言,應該于重力相反,也就是指向圓心的方向,同時由于浮力的大小其實是于當地的重力加速度有關的,因此在試管中物體的重力加速度的大小與向心力大小相等,因此對于浮力而言,其公式中的重力加速度一項仍舊應該等于向心加速度。


      對上面所說的幾個現象都比較明確了,其實飛船的旋轉主要是為了利用離心力來模擬產生重力加速度,因此從這個角度上來說,背離旋轉軸的一側應該是飛船的地面,而靠近旋轉軸的一側應該是飛船中所說的上面或天上。

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