Čo je odstredivá sila? Definícia & História & Aplikácia

Čo je odstredivá sila?

Odstredivá sila je virtuálna sila, zotrvačná sila, ktorá pohybuje rotujúcim objektom preč od jeho stredu otáčania. Odstredivá sila vzniká za dvoch podmienok, vzniká prepletením zotrvačnej sily pohybu objektu a centrálnej väzbovej sily a hmota, ktorá je bez centrálnej väzbovej sily, je odstredená. A silu, ktorá vytvára väzbovú silu, nazývame dostredivá sila.

Aj jednoduché slová sa môžu zdať nezrozumiteľné, pokiaľ ide o opis virtuálnych síl. V skutočnosti existujú odstredivé a dostredivé sily a navzájom sa ovplyvňujú; ak je odstredivá sila menšia alebo rovná dostredivej sile, potom sa predmet pohybuje okolo svojho stredu otáčania a naopak, predmet má tendenciu vzďaľovať sa od stredu otáčania.

Kde existuje odstredivá sila?

Najskoršie miesto, kde bola odstredivá sila zistiteľná a relevantná pre ľudskú existenciu, bol pohyb hviezd (satelitné systémy). Nesmierna gravitačná sila hviezd pôsobí na planéty obrovskou väzbovou silou, ktorá spôsobuje, že sa planéty otáčajú okolo hviezd; a väzbová sila, ktorou hviezdy pôsobia na planéty, je konštantná (aspoň v ľudskej dimenzii vnímaného času), takže planéty obiehajú okolo hviezd po takmer konštantných obežných dráhach - pôvod pojmu 'rok' '. pôvod pojmu 'rok'.

A možno najskoršia scéna v zaznamenanej ľudskej histórii, kde bola objavená a použitá odstredivá sila, bola vo fontánach starovekého babylonského kráľovstva – ak používali princíp odstredivého čerpadla. Koncept fontán bol prítomný v nebeských záhradách založených starovekou babylonskou civilizáciou v Babylone (alebo Ninive, ako sa to nazývalo) v 6. storočí pred Kristom. Fontána je kombinácia vody alebo inej kvapaliny pod tlakom, striekanej cez trysku so špecifickým tvarom. Moderné fontány sa zvyčajne vyrábajú pomocou odstredivých čerpadiel, ktoré vyvíjajú tlak na prúd vody, spolu s dýzou vytvárajú špecifický tvar, aby sa vytvorili rôzne krásne fontány. Možno dizajnéri starobabylonskej nebeskej záhrady objavili existenciu odstredivej sily v ich každodennom živote a potom navrhli nádherné horúce pramene; alebo možno je to z našej strany len zbožné prianie.

Najstarší záznam v Číne o ľuďoch, ktorí vo svojom živote aktívne využívajú odstredivú silu, pochádza zo začiatku 3. storočia nášho letopočtu. Bolo to počas dynastie Wei a Jin v Číne, keď už boli včely vedome lákané do drevených nádob na chov a med sa z úľa odoberal na spracovanie alebo potešenie zaviazaním šnúrky a potrasením nádoby. Táto metóda, ktorá med tak ľahko nepoškodí, sa dedila z generácie na generáciu a vyvinula sa do súčasnej metódy natriasania medu. Okrem trepania medu a fontán existuje veľa častí nášho života, ktoré súvisia s odstredivou silou. Napríklad stroje na cukrovú vatu na stánkoch pri cestách, točenie dáždnikov, aby sa zbavili dažďovej vody v daždivom dni, a hojdacie kladivá a hojdačky na ihriskách. ...... Odstredivá sila je všade v našom živote.

- Chov hospodárskych zvierat

V ranom chove zvierat chýbali účinné nástroje riadenia pri pasení, pastieri uviazali lano tak, aby vyzeralo ako spona na živom lane, a potom ho vyhodili, aby ho po mnohonásobnom krúžení priložili na krk alebo nohy zvierat, ako sú kravy a kozy. efekt ovládania túlavých stád alebo bláznivých zvierat. A toto laso bolo aplikované aj na bojisku na ovládanie nepriateľa. Táto aplikácia je azda najrozšírenejším využitím odstredivej sily – aj keď ľudia spočiatku nevedeli, čo je odstredivá sila.

-Strojová výroba

Rýchlo napredujúca fyzika a prírodné vedy rýchlo napredovali v priemysle a prvá priemyselná revolúcia v 18. storočí priniesla množstvo vynikajúcich moderných priemyselných vzorov, z ktorých niektoré sa používajú dodnes – odstredivé čerpadlo je jedným z takýchto dômyselných dizajnov. V roku 1689 vznikol koncept odstredivého čerpadla od francúzskeho inžiniera Papina, ktorý v roku 1705 zostrojil prvé odstredivé čerpadlo s viaclopatkovým obežným kolesom a skriňou šneku. V roku 1689 navrhol francúzsky inžinier Papin koncepciu odstredivého čerpadla av roku 1705 prvú aplikáciu viaclopatkového obežného kolesa a telesa v tvare slimáka pre kvapalinové čerpadlo, toto jednoduché teleso sa stalo prototypom odstredivého čerpadla v r. neskoršie generácie. V roku 1754 predložil švajčiarsky matematik Euler základnú rovnicu hydromechaniky typu obežného kolesa, čím položil základ pre teoretický návrh odstredivých čerpadiel. Aj keď kvôli nedostatku ideálneho zdroja energie sa prevaha odstredivých čerpadiel prejavila až koncom 19. storočia.

Dnes sa odstredivé čerpadlá po stáročiach vývoja používajú na viacerých úrovniach, s pestrými aplikáciami v priemysle, poľnohospodárstve, jadrovom priemysle a dokonca aj v medicíne.

Vyhliadky do budúcnosti pre odstredivé aplikácie

S rozvojom civilizácie prešiel ľudský vedecký výskum dlhú cestu od mikrokozmu k skúmaniu vesmíru. Od odstredivých čerpadiel s permanentnými magnetmi používaných v medicínskom priemysle až po kruhový pohyb vesmírnej stanice okolo Zeme je aplikácia odstredivej sily nevyhnutná. Takýto dlhý vývoj a zdokonaľovanie moderného vedeckého systému a rýchly rozvoj materiálovej vedy nemožno spájať. Možno v ďalekej budúcnosti bude možné teóriu odstredivej sily skombinovať s modernejšou technológiou, aby sa vytvorili dômyselnejšie a zmysluplnejšie návrhy na zlepšenie našich životov a sprevádzanie ľudskej civilizácie.