Центробежная сила онлайн

Что считает калькулятор

Калькулятор оценивает центробежную силу инерции во вращающейся системе отсчёта. Он приводит выбранный источник вращения к угловой скорости, считает ускорение, силу, перегрузку, частоту и период. По модулю результат совпадает с центростремительной силой для той же массы, скорости и радиуса.

1. F — центробежная сила инерции во вращающейся системе; зависит от m, ω и R.
2. m — масса объекта или выбранного элемента.
3. ω — угловая скорость вращения.
4. R — радиус от оси до точки, для которой считается нагрузка.

1. F — сила в ньютонах; её удобно сравнивать с допустимой нагрузкой для m.
2. m — масса, на которую действует инерционная нагрузка.
3. v — линейная скорость точки по окружности.
4. R — радиус движения; при той же v больший радиус уменьшает ускорение.

1. a — ускорение, по которому затем находятся F и перегрузка.
2. ω — угловая скорость; при фиксированном R ускорение растёт квадратично.
3. R — радиус выбранной точки.
4. v — линейная скорость; при фиксированной v больший радиус снижает ускорение.

1. g — перегрузка в единицах стандартного земного ускорения.
2. a — ускорение точки при вращении.
3. 9,80665 — стандартное значение, с которым сравнивается a.

Как задать вращение

Введите один источник вращения: обороты в минуту, радианы в секунду, частоту в герцах, период одного оборота или линейную скорость. Для линейной скорости и всех режимов с реальным объектом радиус должен относиться к той же точке.

1. ω — угловая скорость, к которой приводятся обороты.
2. n — обороты в минуту; значение n часто берут из паспорта двигателя или барабана.
3. 60 — перевод минут в секунды для согласования единиц.

1. ω — угловая скорость.
2. f — частота вращения в оборотах за секунду.
3. Оборот — полный круг, через который f переводится в угловую меру.

1. ω — угловая скорость для заданного периода.
2. T — время одного полного оборота.
3. Оборот — полный круг; чем больше T, тем меньше угловая скорость.

1. ω — угловая скорость, найденная из линейного движения.
2. v — линейная скорость точки по окружности.
3. R — радиус той же точки; без R линейную скорость нельзя связать с вращением.

Центробежная и центростремительная силы

Эти термины описывают одну и ту же круговую задачу с разных систем отсчёта. Центростремительная сила относится к инерциальной системе и направлена к центру. Центробежная сила появляется во вращающейся, неинерциальной системе и направлена от центра.

g-перегрузка и RCF

g-перегрузка показывает, во сколько раз центростремительное ускорение больше стандартного земного ускорения. В лабораторных центрифугах тот же смысл часто называют RCF — относительной центробежной силой. Это удобно для сравнения режимов центрифуги, потому что одна и та же скорость вращения даёт разную перегрузку при разном радиусе ротора.

Ограничения модели

• модель предполагает равномерное вращение с постоянным радиусом;
• масса рассматривается как точка или как элемент, для которого выбран один эффективный радиус;
• результат не учитывает дисбаланс, вибрации, деформации, усталость, резонанс и сопротивление воздуха;
• для реальных роторов, барабанов, дисков и винтов нужен отдельный прочностной расчёт и проверка паспортных ограничений;
• для опасных скоростей требуются защитные кожухи, балансировка и инженерная оценка, а не только численный результат силы.