FORCA CENTRIFUGALE Nxitimi i trupit mund t zbrthehet

FORCA CENTRIFUGALE

Nxitimi i trupit mund të zbërthehet në dy komponent: Komponenti sipas drejtimit të radiusit quhet nxitim radial ose centripetal ar , ndërsa në drejtimin e tangjentes të qarkut nxitim tengencijal at. Gjatë lëvizjes në rreth me shpejtësi konstante ka vetëm nxitim normal, derisa ajo tangencionale është e barabartë me zero. Këtu do t’i shqyrtojmë forcat të cilët paraqiten gjatë lëvizjes së njëtrajtshme të rrethit. Për shembull, kur një top i varur për një peri lëviz nëpër rrugën në formë rrethi, si në fi g. 3. 15, paraqitet forcë me të cilën koncepti vepron në topin. Kjo force është drejtuar kah qendra e qarkut nëpër të cilën lëviz topi dhe ka drejtim të njëjtë dhe kah me nxitim centripetal. Për atë kjo forcë Sipas Ligjit të Dytë të Njutonit F = ma, ku nxitimi a quhet forcë centripetale. përgjigjet në nxitimin centripetal për forcën centripetale fi tohet barazimi: Në shembullin tonë kjo forcë e shtrëngon perin dhe shkakton nxitim centripetal. Nëse skaji tjetër të perit e mbajmë në dorë, atëherë forca centripetale është ajo me të cilën dora jonë e shtrëngon perin dhe nëpërmjet atij vepron në topin, duke e detyruar të lëvizë nëpër qarkun. Megjithatë, edhe topi nëpërmjet perit vepron në dorën dhe përpiqet dorën ta tërheqë nga qendra. Kjo forcë me të cilën topi vepron në dorën quhet forcë centrifugale Fc (fi g. 3. 15). Në pajtim me Ligjin e Tretë të Njutonit, forcat centripetale dhe centrifugale kanë madhësi të njëjtë dhe drejtim të njëjtë, ndërsa janë me kah të kundërt. Forca centripetale, siç thamë, është kahëzuar kah qendra e qarkores nëpër të cilën lëviz topi, ndërsa forca centrifugale prej qendrës. Kjo do të thotë se barazimi nëpër të cilën mund të përcaktohet vlera e forcës centrifugale është e njëjtë me atë për centripetale:

Fig. 3. 15. Lëvizja e topit nëpër qarkore Edhe pse për Tokën shpesh thuhet se ka formë të topit, në esencë ky është top i shtypur. Me matje precize është vërtetuar se diametri i Tokës është 45 km më i madh në ekuatorin nga ai i poleve. Shkaku për këtë shtypje është vlera më e madhe e forcës centrifugale që vepron në ekuator prej asaj të poleve. Nga kjo mund ta ilustrojmë me eksperiment të treguar në fi g. 3. 16. Dy rrathë metalik janë ngjitur vertikalisht në thupër vertikale e cila mund të rrotojë. Rrethet kanë formë të rregullt qarku (a) derisa thupra nuk Fig. 3. 16. Shtypja e Tokës i detyrohet rotacionit të saj rreth boshtit të saj. Në fi g. 3. 17 është treguar enë në të cilën ka vëllim të njëjtë të zhivës dhe ujit. Ena shpejt rroton rreth boshtit vertikal. Meqenëse ka vëllim prej zhive ka 13, 6 herë masë më të madhe prej vëllimit të njëjtë të ujit, vijon se forca centrifugale është 13, 6 herë më e madhe për zhivën sesa uji. Për atë zhiva e përfshin pjesën e jashtme të enës, ndërsa uji të brendshmen. Në këtë princip punojnë centrifugat, të cilët shërbejnë për ndarje të materialeve me dendësi të ndryshme.

Fig. 3. 17. Zhiva dhe uji rrotojnë në enë; zhiva gjendet jashtë, forca Makinat centrifugale, d. m. th. centrifugët, sot janë pjesë prej pothuaj se të gjithë laboratorëve mjekësore dhe industriale dhe shfrytëzohen për separim (ndarje) të grimcave përbërës me masë të ndryshme të tretura në lëngje. Makina centrifugale shfrytëzohet edhe për ndarje të përzierjeve me dendësi të ndryshme. Gjithashtu shfrytëzohet në mjekësi për ndyrje të rruzave të kuqe prej plazmës. Puna e centrifugave është treguar në fi gurën 3. 18. Materiali që separohet vendoset në epruveta dhe pastaj centrifuga lëshohet të rrotojë me shpejtësi të madhe. Si rezultat dukurisë të forcës centrifugale ndodh ndarja e grimcave sipas masës, d. m. th. dendësi, edhe ato me masë më të madhe bien në fund të epruvetës. Fig. 3. 18. Centrifuga i ndan rruzat e kuqe të gjakut prej plazmës

Varësisht nga frekuenca e rotacionit, d. m. th. prej numrit të rrotullimeve në minutë, centrifuget mund të jenë orbite të ulëta dhe orbite të larta. Centrifuget me orbite të ulëta shfrytëzohen në industri për separim të grimcave në tretës dhe në mjekësi (fi g. 3. 19). Numri i rrotullimeve të atyre centrifugave lëviz ndërmjet 800 dhe 6000 rrotullime në minutë. Fig. 3. 19. Fotografi e centrifugës së ulët. Centrifugat e larta orbitale quhen edhe ultracentrifuga dhe shfrytëzohen në biokimi për separacion të tretësve prej substancave organike. Numri i rrotullimeve të ultracentrifugave, varësisht prej përdorimit të tyre, lëviz ndërmjet 40 000 dhe 100 000 rrotullime në minutë. 1. Cila forcë është shkak për paraqitjen e forcës centrifugale? 2. Për çfarë arsye paraqitet deformimi i formës së sferës së Tokës? 3. Automobil me masë prej 2200 kg hyn me shpejtësi 95 km/h në lakesë me radius 420 m. Gjeni vlerën e forcës centrifugale që vepron në automobil në atë moment! [Përgjigje: 3647, 7 N]