离心运动lixin yundong
作圆周运动的物体由于所需的向心力不足而逐渐远离圆心的运动。如图1所示,当质量是m的物体以角速度ω沿半径为r的圆周运动时,需要的向心力F=mrω2,离心运动是指向心力突然消失即F=0时,物体沿圆周的切线飞出;或向心力不足即F2时,物体在曲率半径较大的 一小段圆弧上运动,离原来的圆心越来越远。
图1
可见离心运动所指的离心是指运动物体到圆心的距离越来越大。离心运动也不是由于受到离心力的作用,而是物体具有的惯性的表现。与离心运动相反,当F>mrω2时,物体将逐渐接近圆心。离心运动在机械应用很广。洗衣机里的脱水器是一种离心机械,它的主要部分是一个由电动机带动而旋转的筒,把湿衣物放在筒里,当筒高速转动时,水滴跟衣物间的附着力小于维持水滴做圆周运动所需的向心力,于是水滴离开衣物,逐渐远离中心到达筒边,穿过筒壁上的小孔沿切线飞出,这样就把湿衣物上的水甩掉了。图2所示的离心式水泵也是一种离心机械。
图2
在水泵壳套内有一个固定在转轴上的带叶片的轮C,开始抽水前,先将壳套中装满水,当轮C迅速旋转时,水泵壳套内的水就被叶片带着一同旋转,水被轮C带到与壳套相切的B管下端时,由于水不再得到所需的向心力,所以水就冲入B管,这样壳套里旋转轴的附近就形成了低压区域,大气压就使外面的水从壳套后面的管A升到壳套里旋转轴附近,补充已经排出的水,新进入壳套内的水又被轮C带动,如此反复,就可以连续地把水抽出。离心运动有时会造成危害,例如高速转动的砂轮、飞轮,如果由于材料强度不够,各部分间的相互作用不能提供所需的向心力;或者转速过高,内部的相互作用力小于需要的向心力,砂轮、飞轮某些组成部分的离心趋势就会使它们破裂,高速甩出后会造成事故。因此,高速转动的物体必须考虑材料强度的要求,不得超过允许的最大转速。