2.1.1. Центробежная сила

Входы: угловая скорость, вращательное движение.

Выходы: давление, сила.

Рис. 2.1. Графическая иллюстрация центробежной силы

Сущность:

Центробежная сила - сила, с которой движущаяся материальная точка действует на тело (связь), стесняющее свободу движения точки и вынуждающее её двигаться криволинейно. Центробежная сила и центростремительная сила численно равны друг другу и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны, но приложены к разным телам — как силы действия и противодействия. Например, при вращении в горизонтальной плоскости привязанного к верёвке груза центростремительная сила действует со стороны верёвки на груз, вынуждая его двигаться по окружности, а центробежная сила действует со стороны груза на верёвку, натягивает её и при достаточно большой скорости движения может оборвать (рис.2.1). Центробежная сила направлена по главной нормали к траектории от центра кривизны (от центра окружности при движении точки по окружности).

Математическое описание:

Численно центробежная сила равна

, где

m— масса точки;

_v — ее скорость;

R — радиус кривизны траектории.

Применение.

1.А.С.№ 5I750I: Способ отбортовки труб и термопластичного материала, включающий операции нагревания ее конца до размягчения и последующей его деформации, отличается тем, что, с целью упрощения изготовления изделия и повышения его качества, деформацию размягченного конца трубы осуществляют ее вращением.

2. Подвергая нагретую жидкость действию центробежного поля, можно значительно увеличить производительность парогенераторов, так как, если нагретую жидкость под давлением подавать по касательной к вращающемуся цилиндру, то жидкость закрутится. При этом жидкость будет закручиваться с большего на меньший радиус, а это, в силу закона сохранения момента количества движения, вызовет рост линейной скорости. Согласно закону Бернулли, увеличение скорости приведет к падению давления в движущейся жидкости. Поэтому жидкость, подогретая до кипения, попав в зону пониженного давления, закипит, и сухой пар будет скапливаться в центре цилиндра.