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Zentrifuge

Verfasst: 21. Sep 2010 - 22:32
von JochenTr
Guten Abend,

mein Sohn soll einen Schulvortrag über die Kraft in einer Zentrifuge halten. Dort herrscht sicherlich die Gravitationskraft, aber wie berechnet man diese. Wir haben schon gesucht und diese Seite gefunden. Dort wird erklärt, dass G auf einen wirken. Ist das die Gravitationskraft?

Grüße
Jochen

Re: Zentrifuge

Verfasst: 22. Sep 2010 - 10:13
von ge-laber
HI,
nicht wirklich astronomisch ;=) .

Aber: die Kräfte in der Zentrifuge werden für einen bestimmten Ort und dessen Veränderung berechnet.
Der Ort liegt auf einer Kreisbahn, die in einer bestimmten Geschwindigkeit durchlaufen wird.
Die Kreisbahn ist durchseinen Abstand vom Zentrum definiert (r).

G steht dabei allgemein für eine Beschleunigungskonstante in einem Schwerefeld - das hat hier nichts zu suchen. (Newton-Konstante)

Die Kräfte, die in der Zentrifuge auf einen Körper (Masse, Flüssigkeit, etc.) wirken, werden als Vortriebskraft, Zentripedalkrft (Rückhaltekraft) und Zentrifugalkraft beschrieben.
Die Zentrifugalkraft wirkt nach außen und entsteht aus der tangentialen Richtungsänderung auf der Kreisbahn. Die ~Pedalkraft wird nach innen aufgewendet um den Körper auf der Kreisbahn zu halten.

Fz = m * w² * r
mit
m = Masse
w = (omega) Winkelgeschwindigkeit w = 2*Pi/T oder w = 2*Pi*f
r = radius der Kreisbahn
T = 1/f = Umlaufzeit der Kreisbewegung

Dabei ist az = w²*r die Zentrifugalbeschleunigung ( aus F = m * a abgeleitet )

Bei horizontaler Kreisbahn wirkt zusätzlich noch vertikal die Schwerkraft, so daß sich für jeden beliebigen Radius einer Kreisbahn unterschiedliche Verhältnisse von g und az ergeben

CU
St.