實(shí)驗(yàn)室會(huì)常用到離心機(jī),可以快速把懸浮在液體中的微粒與液體分離開來。那么離心機(jī)的原理是什么呢?
原理是溶液中的顆粒在慣性系統(tǒng)中繞一軸做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),具有一定的向心加速度,同時(shí)受向心力的作用,與向心力相平衡存在著離心力,這個(gè)離心力是非慣性系統(tǒng)中的力。非慣性系統(tǒng)中的離心力可以形成離心力場,它的性質(zhì)和重力場的性質(zhì)相同。在重力場中微粒所受的向心力F為:F=ma=mRw=ρvRw
公式中:ρ——微粒的密度,v——微粒的體積, R——微粒作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑, W——微粒的角加速度。
微粒所受的離心力與向心力大小相等,方向相反,因此離心力的大小也可以用公式表示。
在離心機(jī)中溶液里的微粒所處位置不同即R不同,所受的離心力和阻力也不相同,不同位置的微粒將以不同的速率向遠(yuǎn)離軸心方向運(yùn)動(dòng)。維持微粒遠(yuǎn)離軸心運(yùn)動(dòng)的離心力就是一種人造的重力,這種力的大小與微粒的質(zhì)量、旋轉(zhuǎn)半徑以及旋轉(zhuǎn)的角加速度有關(guān)。不同種類不同質(zhì)量的物質(zhì)最終會(huì)按照他們密度的順序排列,這便是離心不同物質(zhì)的原理,離心機(jī)也是基于這個(gè)原理工作的。