Co to jest siła odśrodkowa? Definicja i historia i zastosowanie

Co to jest siła odśrodkowa?

Siła odśrodkowa to siła wirtualna, siła bezwładności, która przesuwa obracający się obiekt od jego środka obrotu. Siła odśrodkowa powstaje w dwóch warunkach: jest wytwarzana przez splot bezwładności ruchu obiektu i centralnej siły wiążącej, a materia wolna od centralnej siły wiążącej jest odwirowana. A siłę wytwarzającą siłę wiążącą nazywamy siłą dośrodkową.

Nawet proste słowa mogą wydawać się niezrozumiałe, jeśli chodzi o opis sił wirtualnych. W rzeczywistości siły odśrodkowe i dośrodkowe istnieją i oddziałują ze sobą; jeśli siła odśrodkowa jest mniejsza lub równa sile dośrodkowej, wówczas obiekt porusza się wokół swojego środka obrotu i odwrotnie, obiekt ma tendencję do oddalania się od środka obrotu.

Gdzie występuje siła odśrodkowa?

Najwcześniejszym miejscem, w którym siła odśrodkowa była wykrywalna i miała znaczenie dla istnienia człowieka, był ruch gwiazd (systemy satelitarne). Ogromne przyciąganie grawitacyjne gwiazd wywiera ogromną siłę wiążącą na planety, co powoduje, że planety krążą wokół gwiazd; a siła wiązania wywierana przez gwiazdy na planety jest stała (przynajmniej w ludzkim wymiarze postrzeganego czasu), tak że planety krążą wokół gwiazd po niemal stałych trajektoriach orbitalnych – co stanowi początek koncepcji „roku”. pochodzenie pojęcia „roku”.

Być może najwcześniejsza scena w zapisanej historii ludzkości, w której odkryto i zastosowano siłę odśrodkową, miała miejsce w fontannach starożytnego królestwa babilońskiego – jeśli stosowano tam zasadę pompy odśrodkowej. Koncepcja fontann była obecna w podniebnych ogrodach założonych przez starożytną cywilizację babilońską w Babilonie (lub jak ją nazywano Niniwie) w VI wieku p.n.e. Fontanna to połączenie wody lub innej cieczy pod ciśnieniem, rozpylanej przez dyszę o określonym kształcie. Nowoczesne fontanny są zwykle wykonywane za pomocą pomp odśrodkowych, które wywierają ciśnienie na przepływ wody, a dysza nadaje im określony kształt, tworząc różnorodne piękne fontanny. Być może projektanci Starożytnego Babilońskiego Niebiańskiego Ogrodu rzeczywiście odkryli istnienie siły odśrodkowej w ich codziennym życiu, a następnie zaprojektowali piękne gorące źródła; a może to tylko pobożne życzenia z naszej strony.

Najwcześniejsza wzmianka o ludziach aktywnie wykorzystujących siłę odśrodkową w Chinach pochodzi z początku III wieku naszej ery. Było to za czasów dynastii Wei i Jin w Chinach, kiedy pszczoły już świadomie wabiano do drewnianych naczyń w celu hodowli, a miód usuwano z ula w celu przetworzenia lub spożycia, zawiązując sznurek i potrząsając słojem. Ta metoda, która niełatwo uszkodzić miód, była przekazywana z pokolenia na pokolenie i wyewoluowała do obecnej metody potrząsania miodem. Oprócz wytrząsania miodu i fontann, wiele aspektów naszego życia jest związanych z siłą odśrodkową. Na przykład maszyny do waty cukrowej na przydrożnych stoiskach, kręcące się parasole, aby pozbyć się wody deszczowej w deszczowy dzień, czy huśtające się młotki i huśtawki na placach zabaw. ...... Siła odśrodkowa jest obecna wszędzie w naszym życiu.

-Hodowla bydła

Wczesnej hodowli zwierząt brakowało skutecznych narzędzi zarządzania podczas wypasu. Paskarze zawiązywali linę, aby wyglądała jak sprzączka z żywej liny, a następnie rzucali ją, aby założyć ją na szyje lub nogi zwierząt, takich jak krowy i kozy, po wielokrotnym okrążeniu, aby uzyskać efekt kontrolowania bezpańskich stad lub szalejących zwierząt. I to lasso stosowano również na polu bitwy, aby kontrolować wroga. To zastosowanie jest prawdopodobnie najbardziej powszechnym zastosowaniem siły odśrodkowej – mimo że na początku ludzie nie wiedzieli, czym jest siła odśrodkowa.

-Produkcja maszyn

Szybko rozwijająca się fizyka i nauki przyrodnicze szybko rozwinęły przemysł, a pierwsza rewolucja przemysłowa XVIII wieku zaowocowała szeregiem doskonałych nowoczesnych projektów przemysłowych, z których część jest nadal w użyciu – jedną z takich genialnych konstrukcji jest pompa odśrodkowa. W 1689 roku francuski inżynier Papin stworzył koncepcję pompy odśrodkowej, który w 1705 roku zbudował pierwszą pompę odśrodkową z wirnikiem wielołopatkowym i obudową ślimakową. W 1689 roku francuski inżynier Papin zaproponował koncepcję pompy odśrodkowej, a w 1705 roku po raz pierwszy zastosował wielołopatkowy wirnik i korpus pompy w kształcie ślimaka, ten prosty korpus pompy stał się prototypem pompy odśrodkowej w późniejszych generacjach. 1754 szwajcarski matematyk Euler przedstawił podstawowe równanie hydromechaniki typu wirnikowego, kładąc podwaliny pod teoretyczną konstrukcję pomp odśrodkowych. Chociaż z powodu braku idealnego źródła zasilania, wyższość pomp odśrodkowych uświadomiła sobie dopiero pod koniec XIX wieku.

Dziś, po wiekach rozwoju, pompy odśrodkowe są wykorzystywane na wielu płaszczyznach, z kolorowymi zastosowaniami w przemyśle, rolnictwie, przemyśle nuklearnym, a nawet medycynie.

Przyszłe perspektywy zastosowań odśrodkowych

Wraz z rozwojem cywilizacji badania naukowe człowieka przeszły długą drogę od mikrokosmosu do eksploracji przestrzeni kosmicznej. Od pomp odśrodkowych z magnesami trwałymi stosowanych w przemyśle medycznym po ruch kołowy stacji kosmicznej wokół Ziemi, zastosowanie siły odśrodkowej jest niezbędne. Tak długiego rozwoju i doskonalenia współczesnego systemu naukowego oraz szybkiego rozwoju inżynierii materiałowej nie da się powiązać. Być może w odległej przyszłości teorię siły odśrodkowej uda się połączyć z bardziej nowoczesną technologią, aby stworzyć bardziej pomysłowe i znaczące projekty poprawiające nasze życie i eskortujące ludzką cywilizację.