La fuerza centrífuga hace el levantamiento pesado en cada centrífuga que encuentres, desde bancos de laboratorio a plantas lácteas.
Sientes una versión de ella cuando tu coche rodea una curva aguda o la lavadora golpea el ciclo de giro. La máquina gira muestras o cargas a alta velocidad. Las cosas más densas se mueven hacia afuera más rápido que el material más ligero. Esa separación ocurre debido al aparente empuje hacia afuera en el marco giratorio.
La fuerza centrífuga cuenta como una fuerza ficticia. Sólo aparece cuando describe el movimiento desde el interior del sistema giratorio. En un marco inercial desaparece. La fórmula permanece simple: la fuerza es igual a las veces de masa a la velocidad angular cuadrada a la distancia perpendicular al eje.
Christiaan Huygens nombró el concepto en 1659. escribió sobre él en su trabajo sobre pendulares y movimiento circular. Isaac Newton tomó la idea y la refinó en el Principia.
Benjamin Robins construyó un dispositivo de brazo giratorio temprano en los años 1700 para medir la tracción de los proyectiles. La centrífuga moderna llegó más tarde. En 1864 Antonin Prandtl dibujó una máquina de leche para sacar crema de la leche más rápido de lo que solo permitió la gravedad. Su hermano Alexander construyó y mostró una versión de funcionamiento en 1875. Gustaf de Laval siguió con un separador de crema mejorado en 1878 que vio un uso industrial real.
Los antiguos agricultores chinos ya habían sacudido los vasos sobre las cuerdas para tirar la miel de la pechuga.
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Caminar a través de una separación básica. Cargar tubos o una bolsa con líquido mezclado. Iniciar el motor. El rotor alcanza la velocidad objetivo. Las partículas más densas que el líquido circundante viajan hacia afuera a lo largo del radio. Componentes más ligeros permanecen más cerca del centro o flotan hacia adentro. Detener el giro y tiene capas listas para derramar o pipeta.
Las centrifugas de laboratorio modernas alcanzan cientos de miles de veces la gravedad. Las ultracentrifugas de la década de 1920 permiten a los investigadores estudiar moléculas grandes por la rapidez con la que se sedimentan.Los modelos analíticos de Theodor Svedberg medían los pesos moleculares de esta manera.
No confundir las revoluciones por minuto con la fuerza real aplicada. El radio es importante. Un pequeño rotor a alta velocidad de giro puede producir menos fuerza que un más grande a velocidad moderada. Siempre calcule la fuerza centrífuga relativa cuando los protocolos lo especifiquen.
Las máquinas de pruebas avanzadas combinan la carga centrífuga con la vibración. Los ingenieros llaman la instalación de prueba CCF. Un estudio publicado construyó un sistema CCF para examinar cómo fallan las hojas de turbina bajo la tracción centrífuga simultánea y la vibración cíclica. La interacción acorta la vida en comparación con la carga sola. Las máquinas similares aparecen en los documentos sobre componentes de motores aero donde la fatiga de ciclo bajo y alto se sobrepasan con el estrés centrífugo constante.
Usted ve la misma física en la enorme instalación CHIEF en construcción en China. generará hasta 1.900 veces la gravedad de la Tierra para experimentos materiales y geotécnicos.
Aquí está una secuencia práctica cuando se establece una carrera de centrifuga.
- Comprobar el equilibrio del tubo. Una carga desigual daña los rodamientos y crea riesgos de seguridad.
- Confirme el radio del rotor y el objetivo RCF o RPM de su protocolo.
- Calcular o verificar la fuerza usando la fórmula estándar antes de comenzar.
- Realice un giro de prueba corto si la muestra es nueva o de valor.
- Permitir la completa desaceleración antes de abrir la tapa.
Saltar cualquiera de estos pasos y usted pierde tiempo o arriesga equipos.
La fuerza centrípeta apunta hacia adentro y mantiene el objeto en la curva. La fuerza centrípeta es la reacción hacia afuera que sientes en el marco rotativo.
Las aplicaciones continúan expandiéndose. Los laboratorios de sangre giran el plasma y las células por separado. Las plantas de aguas residuales eliminan los sólidos. Los procesadores de alimentos clarifican los jugos y los aceites. Los investigadores de materiales prueban la resistencia bajo condiciones simuladas de alta g. Cada caso comienza con el mismo empuje exterior generado por la rotación.
Las fórmulas y el hardware se han mejorado durante dos siglos, pero el núcleo se mantiene sin cambios.Gira la muestra, deje que la densidad haga el sorteo, coseche las fracciones separadas.