Lực ly tâm là gì? Cách tính và ứng dụng của lực ly tâm
Lực ly tâm được ứng dụng nhiều trong đời sống, công nghiệp. Chúng giúp tạo ra những thiết bị phục vụ cho con người. Tuy nhiên không phải ai cũng nhận biết được nó là lực ly tâm. Cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này nhé. Quatcongnghiepsaigon sẽ giải đáp cho bạn đọc.
Lực ly tâm
Khái niệm lực ly tâm
Lực ly tâm là lực quán tính, xuất hiện trên mọi vật nằm yên trong hệ quy chiếu quay so với một hệ quy chiếu quán tính. Lực ly tâm là hệ quả của trường gia tốc xuất hiện trong hệ quy chiếu phi quán tính. Trong trường hợp này là hệ quy chiếu quay.
Lực ly tâm còn được hiểu là loại phản lực của lực hướng tâm tác động vào vật đang chuyển động theo một đường cong. Nhằm giữ cho vật nằm cân bằng trong hệ quy chiếu quay.
Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta có thể bắt gặp lực ly tâm ở nhiều trường hợp mà bạn không chú ý tới. Ví dụ như: lực ly tâm xuất hiện khi chúng ta ngồi trong 1 chiếc ô tô đang chuẩn bị đổi hướng.
Theo Định luật 1 Newton: Trong một hệ quy chiếu khi không có lực gì tác động vào vật thể, vật thể đó giữ nguyên chuyển động thẳng đều. Tuy nhiên, chuyển động thẳng đều sẽ lệch với chuyển động quay của hệ quy chiếu quay.
Vẫn ví dụ trên: Khi con người ngồi trong ô tô đang đổi hướng, nếu không có lực ma sát giữa người và ghế, người sẽ tiếp tục ngồi thẳng, còn ô tô và ghế đổi hướng. Tuy nhiên, khi chiếc xe đổi hướng, người ngồi trên xe cũng bị dịch chuyển lệch khỏi ghế.
Lực ly tâm còn xuất hiện trong đời sống hàng ngày như việc tạo ra một môi trường gia tốc phân loại các thành phần trong hỗn hợp vật chất. Ví dụ điển hình như việc ứng dụng cho cơ chế vắt quần áo trong máy giặt; trong quạt ly tâm công nghiệp sử dụng để thông gió làm mát, hút khí thải, hút bụi; ứng dụng cho máy phân tích ly tâm…
Khi nào xuất hiện lực ly tâm
Như đã nói ở trên, lực ly tâm xuất hiện ở nhiều lúc trong đời sống hàng ngày. Chúng xuất hiện khi có những chuyển động của hệ quy chiếu.
Ví dụ như: Trong hệ quy chiếu gắn con người trên mặt đất, ô tô chuyển động tròn đều trên vách tường, không có thiết bị nào giữ ô tô. Nếu như xe ô tô dừng lại hoặc tốc độ chuyển động không đủ lớn, ô tô sẽ bị rơi xuống ngay lập tức. Trong trường hợp này, lực ly tâm đã giữ cho xe có thể chuyển động trên bức tường thẳng đứng đó.
Từ đó ta có thể thấy lực ly tâm xuất hiện nhiều trong cuộc sống, chúng xuất hiện khi có sự chuyển động trong một hệ quy chiếu nào đó.
Sự khác nhau giữa lực ly tâm và lực hướng tâm
Lực ly tâm và lực hướng tâm là 2 loại lực sinh ra do hệ quy chiếu khác nhau. Tuy nhiên về bản chất, lực hướng tâm và lực ly tâm là giống nhau, tuy nhiên chúng ngược chiều nhau.
Có nghĩa như sau, khi bạn thấy một hệ quay từ bên ngoài, ở đây sẽ xuất hiện một lực hướng tâm ở bên trong tác động vào vật thể để hạn chế nó quay theo một đường cong. Và ngược lại, bạn ở trong hệ quay đó, bạn sẽ thấy một lực ly tâm đẩy bạn ra ngoài khỏi đường cong đó.
Như vậy, lực ly tâm và lực hướng tâm bản chất là giống nhau nhưng khác hướng.
- Lực ly tâm có khi một vật chuyển động tròn chịu tác động của một lực hướng ra. Còn lực hướng tâm có khi một vật chuyển động với vaajnt ốc đều theo một đường tròn.
- Lực ly tâm thấy vật hướng dọc theo tâm đường tròn từ tâm đến gần vật. Còn lực hướng trục thấy vật có hướng dọc theo tâm đường tròn tính từ vật tiến tới sát tâm.
Cách tính lực ly tâm
Trong vật lý, lực ly tâm được tính toán bằng công thức như sau:
|Fc| = m |v|2 / |r|
Trong đó:
- Fc: Lực ly tâm
- m: Khối lượng của vật (kg)
- v: vận tốc của vật (m/s)
- r: khoảng cách từ vật thể tới tâm của đường cong, gọi là bán kính (m)
Như vậy, lực ly tâm có thể thay đổi dựa vào tốc độ quay và khối lượng của vật thể hay tăng giảm khoảng cách từ vật thể tới tâm đường cong.
Dưới đây là một số kết luận như sau:
- Lực ly tâm tỉ lệ thuận với khối lượng của vật thể. Nếu tăng khối lượng vật thể, lực ly tâm cũng tăng theo.
- Lực ly tâm tỉ lệ nghịch với bán kính. Nếu bán kính càng nhỏ thì lực ly tâm càng tăng.
- Lực ly tâm tỉ lệ thuận với bình phương của vận tốc. Lực ly tâm tăng nếu vận tốc tăng.
Do đó, nếu tăng tốc độ quay (vận tốc) lên 10 lần thì lực ly tâm sẽ tăng lên gấp 100 lần. Bằng nguyên lý này, người ta sẽ tuỳ chỉnh được các thông số kỹ thuật theo ý muốn của các thiết bị điện máy.
Trên đây, Quạt công nghiệp Sài Gòn (quatcongnghiepsaigon) cung cấp một số thông tin về lực ly tâm. Hi vọng những thông tin này mang lại những điều hữu ích cho bạn đọc.
