O que é força centrífuga? Definição e História e Aplicação

O que é força centrífuga?

A força centrífuga é uma força virtual, uma força inercial, que move um objeto em rotação para longe de seu centro de rotação. A força centrífuga é produzida sob duas condições: é produzida pelo entrelaçamento da força inercial do movimento do objeto e da força de ligação central, e a matéria que está livre da força de ligação central é centrifugada. E a força que produz a força de ligação chamamos de força centrípeta.

Mesmo palavras simples podem parecer incompreensíveis quando se trata da descrição de forças virtuais. Na verdade, as forças centrífugas e centrípetas existem e interagem entre si; se a força centrífuga for menor ou igual à força centrípeta, então o objeto se move em torno de seu centro de rotação e, inversamente, o objeto tende a se afastar do centro de rotação.

Onde existe a força centrífuga?

O primeiro lugar onde a força centrífuga foi detectável e relevante para a existência humana foi no movimento das estrelas (sistemas de satélite). A imensa atração gravitacional das estrelas exerce uma enorme força de ligação sobre os planetas, o que faz com que os planetas girem em torno das estrelas; e a força de ligação exercida pelas estrelas sobre os planetas é constante (pelo menos na dimensão humana do tempo percebido), de modo que os planetas giram em torno das estrelas em trajetórias orbitais quase constantes - a origem do conceito de “ano”. origem do conceito de “ano”.

E talvez a cena mais antiga registada na história humana em que a força centrífuga foi descoberta e aplicada tenha sido nas fontes do antigo reino babilónico – se estivessem a usar o princípio da bomba centrífuga. O conceito de fontes estava presente nos jardins celestes estabelecidos pela antiga civilização babilônica na Babilônia (ou Nínive, como era chamada) no século VI aC. Uma fonte é uma combinação de água ou outro líquido sob pressão, pulverizado através de um bico com formato específico. As fontes modernas são geralmente feitas por bombas centrífugas para aplicar pressão ao fluxo de água, juntamente com o bico para produzir um formato específico, de modo a formar uma variedade de belas fontes. Talvez os projetistas do Antigo Jardim Celestial da Babilônia tenham descoberto a existência da força centrífuga em suas vidas diárias e então projetaram belas fontes termais; ou talvez seja apenas uma ilusão da nossa parte.

O registro mais antigo na China de pessoas utilizando ativamente a força centrífuga em suas vidas é por volta do início do século III DC. Foi durante as dinastias Wei e Jin, na China, quando as abelhas já eram conscientemente atraídas para recipientes de madeira para reprodução e o mel era removido da colméia para processamento ou aproveitamento, amarrando um barbante e sacudindo o frasco. Este método, que não danifica facilmente o mel, foi transmitido de geração em geração e evoluiu para o método atual de agitação do mel. Além da agitação do mel e das fontes, há muitas partes de nossas vidas que estão relacionadas à força centrífuga. Por exemplo, máquinas de algodão doce em barracas de beira de estrada, guarda-chuvas giratórios para se livrar da água da chuva em um dia chuvoso e martelos e balanços em playgrounds. ...... A força centrífuga está em toda parte em nossas vidas.

-Pecuária

A criação inicial de animais carecia de ferramentas de manejo eficazes durante o pastoreio, os pastores amarravam uma corda para parecer uma fivela de corda viva e, em seguida, jogavam-na para fora para colocá-la no pescoço ou nas pernas de animais como vacas e cabras depois de circularem muitas vezes para alcançar o efeito de controlar rebanhos perdidos ou enlouquecer animais. E esse laço também foi aplicado no campo de batalha para controlar o inimigo. Esta aplicação é talvez o uso mais difundido da força centrífuga - embora no início as pessoas não soubessem o que era força centrífuga.

-Fabricação de máquinas

O rápido avanço da física e das ciências naturais avançou rapidamente a indústria, e a primeira revolução industrial do século XVIII produziu uma série de excelentes designs industriais modernos, alguns dos quais ainda estão em uso hoje - a bomba centrífuga é um desses designs engenhosos. 1689 viu o conceito da bomba centrífuga pelo engenheiro francês Papin, que em 1705 construiu a primeira bomba centrífuga com impulsor de múltiplas palhetas e carcaça sem-fim. Em 1689, o engenheiro francês Papin propôs o conceito de bomba centrífuga e, em 1705, ele fez a primeira aplicação de impulsor de múltiplas palhetas e corpo em forma de caracol da bomba de líquido, este corpo de bomba simples tornou-se o protótipo da bomba centrífuga nas gerações posteriores. Em 1754, o matemático suíço Euler apresentou a equação básica da hidromecânica do tipo impulsor, lançando as bases para o projeto teórico de bombas centrífugas. Embora por falta de uma fonte de energia ideal, a superioridade das bombas centrífugas só se concretizou no final do século XIX.

Hoje, as bombas centrífugas são utilizadas em vários níveis após séculos de desenvolvimento, com aplicações coloridas na indústria, na agricultura, na indústria nuclear e até na medicina.

Perspectivas Futuras para Aplicações Centrífugas

Com o desenvolvimento da civilização, a investigação científica humana percorreu um longo caminho desde o microcosmo até à exploração do espaço exterior. Desde as bombas centrífugas com ímã permanente usadas na indústria médica até o movimento circular da estação espacial ao redor da Terra, a aplicação da força centrífuga é indispensável. Um desenvolvimento tão longo e a melhoria do sistema científico moderno e o rápido desenvolvimento da ciência dos materiais não podem estar ligados. Talvez num futuro distante, a teoria da força centrífuga possa ser combinada com tecnologia mais moderna para produzir designs mais engenhosos e significativos para melhorar as nossas vidas e acompanhar a civilização humana.