基本介紹
- 中文名：離心運動
- 外文名：Centrifugal movement
- 套用學科：物理學
定義,特點,本質,離心機械,理論套用,預防事故,相關產品,
定義
做勻速圓周運動的物體，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力時，將做逐漸遠離圓心的運動，此種運動叫“離心運動”。物體做離心運動在的軌跡可能為直線或曲線。半徑不變時物體作圓周運動所需的向心力，是與角速度的平方（或線速度的平方）成正比的，公式為向心力=物體的質量x線速度的平方/半徑（或物體的質量x角速度的平方x半徑）。即
若物體的角速度（或線速度）的大小增加了，而向心力沒有相應地增大，此時，向心力已不足以維持物體繼續做勻速圓周運動，由公式，物體到圓心的距離就不能維持不變，而要逐漸增大使物體沿螺線遠離圓心。若物體所受的向心力突然消失，即將沿著切線方向遠離圓心而去。
特點
1.做圓周運動的質點，當合外力消失時，它就以這一時刻的線速度沿切線方向飛去。
2.做離心運動的質點是做半徑越來越大的運動或切線方向飛出的運動，它不是沿半徑方向飛出。
3.做離心運動的質點不存在所謂的“離心力”作用，因為沒有任何物體提供這種力。
本質
1. 離心現象是慣性的表現
2. 離心運動並非沿半徑方向飛出去的運動，而是運動的半徑變大，或沿切線方向飛出。
3. 離心運動並不是受到離心力的作用，而是向心力不足。
離心機械
人們利用離心運動的原理製成的機械，稱為離心機械。例如離心分液器、離心節速器、離心式水泵、離心球磨機等都是利用離心運動的原理。當然離心運動也是有害的，應設法防止。例如砂輪的轉速若超過規定的最大轉速，砂輪的各部分將因離心運動而破碎。又如火車轉彎時，若速度太大會因傾斜的路面和鐵軌提供給它的向心力不足以維持它作圓周運動，就會因離心運動而造成出軌事故。
理論套用
1.一種名叫“離心澆鑄”的先進技術，也得益於這種現代分離術。當模具繞一固定軸旋轉，達到500轉每分時，將融化了的液態金屬倒入其中，它將以巨大的慣性離心力向模具壁緊壓，同時夾雜在液態金屬里的氣體和熔渣，由於其密度遠小於液態的金屬，因此它們必將從金屬里被分離出來跑向模具的空處。按此法澆鑄出的金屬零件密實、均勻，而且不含氣泡和裂痕，從而大大提高了使用壽命。
2.在一個盛有清水的圓筒形容器（轉鼓）中，倒入一組同樣大小的鋼球和木球，然後啟動馬達使其繞軸高速旋轉。此時，由於離心力的大小正比於物體的質量（在體積相同的正比於它的密度），所以鋼球很快被甩到最外層，而木球則被推向轉軸，清水則占據了“中間地帶”。可見，一旦轉鼓高速轉動起來，一個小小的“離心國”里，等級是何森然！凡是進入其中的“遊客”，無論是固體還是液體，都無一例外地嚴格遵守其“法規”――按密度分層排列。密度小者（輕相）聚集在‘中央即轉軸附近。密度大者（重相）則分散在轉鼓壁附近。科學家把這種現象稱為離心沉降。如果在轉鼓上開滿小孔，則其中的液體就會在離心力作用下通過小孔被“驅逐出境”，而固體顆粒則停留在轉鼓壁面上從而達到脫水的目的，這種現象稱為過濾。例如，奶油的提取，啤酒、果汁和清漆的澄清，植物油、抗菌素和酵母的分離，三廢治理中污水的淨化，就屬於離心沉降；而煤、礦石和海鹽的脫水以及某些化學肥料的分離則屬於離心過濾。
上面這個有趣實驗告訴我們，要將存在密度差的兩種物體（液體或固體）高效地分離開來，可以依靠慣性離心力，它是由物體做高速轉動所產生的。瑞典科學家斯維伯格和比姆斯相繼獲得了很大的離心力場，可以高效地完成像細菌、病毒等超細微粒的沉降，將它們從水狀懸浮液中分離出來。提供這種強大離心力的機械裝置稱為離心機。據統計，目前世界上最大型離心機的轉鼓容量約為2000L,最小的則只有1ML多。然而，人類的衣食住行卻很難離開它。
3.啤酒何以清澈透亮？ 原來這也與離心分離密切相關。因為，在麥汁中含有一種極不穩定的冷凝固物，應儘量減少其含量才能保證成品啤酒不致出現冷混濁現象。然而，這種冷凝固物的粒子極為微小，直徑僅有0。1――0。5微米，很難除淨。但若採用高速離心機進行分離處理，就比較容易實現淨化。因為，這種粒子雖然微小，但由於與液相之間存在密度差，所以一旦進入強大的離心力場後，二者立即“分道揚鑣”，從而可以很容易把冷凝固粒子剔除。同樣，從蔗糖水溶液中分離蔗糖，也必需依靠先進的離心沉降方法。
預防事故
汽車在水平公路轉彎； 汽車在內低外高的斜面轉彎。
火車軌道轉彎處，軌道也設計成內低外高的傾斜面防止事故。
相關產品
1.從葵花籽中提取植物油，首先必須剝殼，這也不能不求助於離心機，因為殼與仁的密度不相同，因此它們來到離心機後就必然鬧分家。20世紀80年代初問世的國產“多層離心式葵花籽剝殼機”，其甩盤直徑雖只有0.5米，但一天足可脫殼100噸，相當於100000個“巧嘴媳婦”。
2.在血蛋白的開發中，分離術也大有用武之地。例如豬血，它由血細胞和血漿組成，前者密度為1.09克每立方厘米，後者密度為1.024克每立方厘米，相差甚微。不過，若將豬血倒入專用的離心機轉鼓內，當轉速提高到6000轉每分時，豬血漿就集中於轉軸附近，可用導管引出，用以加工色香味俱佳的血腸.和血漿餃。
