Hva er sentrifugekraft? Definisjon & historie & anvendelse

Hva er sentrifugalkraft?

Sentrifugalkraft er en virtuell kraft, en treghetskraft, som beveger et roterende objekt bort fra rotasjonssenteret. Sentrifugalkraft produseres under to forhold, den produseres ved sammenfletting av treghetsbevegelseskraften til objektet og den sentrale bindekraften, og stoffet som er fritt for den sentrale bindekraften sentrifugeres bort. Og kraften som produserer bindekraften kaller vi sentripetalkraft.

Selv enkle ord kan virke uforståelige når det gjelder beskrivelsen av virtuelle krefter. Faktisk eksisterer sentrifugal- og sentripetalkrefter og samhandler med hverandre; hvis sentrifugalkraften er mindre enn eller lik sentripetalkraften, beveger objektet seg rundt rotasjonssenteret, og omvendt har objektet en tendens til å bevege seg bort fra rotasjonssenteret.

Hvor eksisterer sentrifugalkraft?

Det tidligste stedet hvor sentrifugalkraft var påviselig og relevant for menneskelig eksistens var i bevegelse av stjerner (satellittsystemer). Den enorme gravitasjonskraften til stjernene utøver en enorm bindende kraft på planetene, som får planetene til å dreie rundt stjernene; og bindingskraften som utøves av stjernene på planetene er konstant (i hvert fall i den menneskelige dimensjonen av opplevd tid), slik at planetene kretser rundt stjernene i nesten konstante banebaner - opphavet til begrepet 'året'. opprinnelsen til begrepet 'år'.

Og kanskje den tidligste scenen i registrert menneskelig historie der sentrifugalkraft ble oppdaget og brukt var i fontenene til det gamle babylonske riket - hvis de brukte sentrifugalpumpeprinsippet. Konseptet med fontener var til stede i himmelhagene etablert av den gamle babylonske sivilisasjonen i Babylon (eller Nineve, som det ble kalt) på 600-tallet f.Kr. En fontene er en kombinasjon av vann eller annen væske under trykk, sprayet gjennom en dyse med en bestemt form. Moderne fontener er vanligvis laget av sentrifugalpumper for å påføre trykk på vannstrømmen, sammen med munnstykket for å produsere en bestemt form, for å danne en rekke vakre fontener. Kanskje har designerne av den gamle babylonske himmelhagen oppdaget eksistensen av sentrifugalkraft i deres daglige liv, og deretter designet vakre varme kilder; eller kanskje det bare er ønsketenkning fra vår side.

Den tidligste registreringen i Kina av mennesker som aktivt bruker sentrifugalkraft i livet er rundt begynnelsen av det 3. århundre e.Kr. Det var under Wei- og Jin-dynastiene i Kina, da bier allerede bevisst ble lokket inn i trekar for avl og honning ble fjernet fra bikuben for bearbeiding eller nytelse ved å knytte en snor og riste glasset. Denne metoden, som ikke lett skader honningen, har gått i arv fra generasjon til generasjon og har utviklet seg til den nåværende metoden for honningristing. I tillegg til honningristing og fontener, er det mange deler av livet vårt som er relatert til sentrifugalkraft. For eksempel sukkerspinnmaskiner ved veikanter, snurrende paraplyer for å kvitte seg med regnvann på en regnværsdag, og svingende hammere og husker på lekeplasser. ...... Sentrifugalkraft er overalt i livene våre.

-Hushold

Tidlig husdyrhold manglet effektive styringsverktøy ved beite, beitebrukerne bandt et tau for å se ut som en levende tauspenne, og deretter kastet det ut for å sette det på nakken eller bena til dyr som kuer og geiter etter å ha sirklet mange ganger for å oppnå effekten av å kontrollere forvillede flokker eller bli gale dyr. Og denne lassoen ble også brukt på slagmarken for å kontrollere fienden. Denne applikasjonen er kanskje den mest utbredte bruken av sentrifugalkraft - selv om folk først ikke visste hva sentrifugalkraft var.

-Maskinproduksjon

Raskt fremskritt i fysikk og naturvitenskap avanserte raskt industri, og den første industrielle revolusjonen på 1700-tallet produserte en rekke utmerkede moderne industrielle design, hvorav noen fortsatt er i bruk i dag - sentrifugalpumpen er en slik genial design. I 1689 så konseptet med sentrifugalpumpen av den franske ingeniøren Papin, som i 1705 bygde den første sentrifugalpumpen med et flervingehjul og snekkehus. I 1689 foreslo den franske ingeniøren Papin konseptet sentrifugalpumpe, og i 1705 foretok han den første bruken av flervinget impeller og snegleformet kroppshus til væskepumpen, denne enkle pumpekroppen ble prototypen på sentrifugalpumpen i senere generasjoner. I 1754 la den sveitsiske matematikeren Euler frem den grunnleggende ligningen for pumpehjul-type hydromekanikk, og la grunnlaget for den teoretiske utformingen av sentrifugalpumper. Selv om på grunn av mangelen på en ideell kraftkilde, ble sentrifugalpumpers overlegenhet først realisert på slutten av 1800-tallet.

I dag brukes sentrifugalpumper på flere nivåer etter århundrer med utvikling, med fargerike bruksområder innen industri, landbruk, kjernefysisk industri og til og med medisin.

Fremtidsutsikter for sentrifugalapplikasjoner

Med utviklingen av sivilisasjonen har menneskelig vitenskapelig forskning kommet langt fra mikrokosmos til utforskning av det ytre rom. Fra sentrifugalpumpene med permanent magnet som brukes i medisinsk industri til romstasjonens sirkulære bevegelser rundt jorden, er bruken av sentrifugalkraft uunnværlig. En så lang utvikling og forbedring av det moderne vitenskapelige systemet og den raske utviklingen av materialvitenskap kan ikke kobles sammen. Kanskje i en fjern fremtid kan teorien om sentrifugalkraft kombineres med mer moderne teknologi for å produsere mer geniale og meningsfulle design for å forbedre livene våre og eskortere menneskelig sivilisasjon.