离心运动

物理学术语

离心运动是做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时，将做逐渐远离圆心的运动。

定义

物体做离心运动在的轨迹可能为直线或曲线。半径不变时物体作圆周运动所需的向心力，是与角速度的平方（或线速度的平方）成正比的，公式为向心力=物体的质量x线速度的平方/半径（或物体的质量x角速度的平方x半径）。即

若物体的角速度（或线速度）的大小增加了，而向心力没有相应地增大，此时，向心力已不足以维持物体继续做匀速圆周运动，由公式，物体到圆心的距离就不能维持不变，而要逐渐增大使物体沿螺线远离圆心。若物体所受的向心力突然消失，即将沿着切线方向远离圆心而去。

特点介绍

1.做圆周运动的质点，当合外力消失时，它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞去。

2.做离心运动的质点是做半径越来越大的运动或切线方向飞出的运动，它不是沿半径方向飞出。

3.做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力。

本质

1. 离心现象是惯性的表现

2. 离心运动并非沿半径方向飞出去的运动，而是运动的半径变大，或沿切线方向飞出。

3. 离心运动并不是受到离心力的作用，而是向心力不足。

离心机械

人们利用离心运动的原理制成的机械，称为离心机械。例如离心分液器、离心节速器、离心式水泵、离心球磨机等都是利用离心运动的原理。当然离心运动也是有害的，应设法防止。例如砂轮的转速若超过规定的最大转速，砂轮的各部分将因离心运动而破碎。又如火车转弯时，若速度太大会因倾斜的路面和铁轨提供给它的向心力不足以维持它作圆周运动，就会因离心运动而造成出轨事故。

理论应用

1.一种名叫“离心浇铸”的先进技术，也得益于这种现代分离术。当模具绕一固定轴旋转，达到500转每分时，将融化了的液态金属倒入其中，它将以巨大的惯性离心力向模具壁紧压，同时夹杂在液态金属里的气体和熔渣，由于其密度远小于液态的金属，因此它们必将从金属里被分离出来跑向模具的空处。按此法浇铸出的金属零件密实、均匀，而且不含气泡和裂痕，从而大大提高了使用寿命。

2.在一个盛有清水的圆筒形容器（转鼓）中，倒入一组同样大小的钢球和木球，然后启动马达使其绕轴高速旋转。此时，由于离心力的大小正比于物体的质量（在体积相同的正比于它的密度），所以钢球很快被甩到最外层，而木球则被推向转轴，清水则占据了“中间地带”。可见，一旦转鼓高速转动起来，一个小小的“离心国”里，等级是何森然！凡是进入其中的“游客”，无论是固体还是液体，都无一例外地严格遵守其“法规”――按密度分层排列。密度小者（轻相）聚集在‘中央即转轴附近。密度大者（重相）则分散在转鼓壁附近。科学家把这种现象称为离心沉降。如果在转鼓上开满小孔，则其中的液体就会在离心力作用下通过小孔被“驱逐出境”，而固体颗粒则停留在转鼓壁面上从而达到脱水的目的，这种现象称为过滤。例如，奶油的提取，啤酒、果汁和清漆的澄清，植物油、抗菌素和酵母的分离，三废治理中污水的净化，就属于离心沉降；而煤、矿石和海盐的脱水以及某些化学肥料的分离则属于离心过滤。

上面这个有趣实验告诉我们，要将存在密度差的两种物体（液体或固体）高效地分离开来，可以依靠惯性离心力，它是由物体做高速转动所产生的。瑞典科学家斯维伯格和比姆斯相继获得了很大的离心力场，可以高效地完成像细菌、病毒等超细微粒的沉降，将它们从水状悬浮液中分离出来。提供这种强大离心力的机械装置称为离心机。据统计，世界上最大型离心机的转鼓容量约为2000L,最小的则只有1ML多。然而，人类的衣食住行却很难离开它。

3.啤酒何以清澈透亮？原来这也与离心分离密切相关。因为，在麦汁中含有一种极不稳定的冷凝固物，应尽量减少其含量才能保证成品啤酒不致出现冷混浊现象。然而，这种冷凝固物的粒子极为微小，直径仅有0。1――0。5微米，很难除净。但若采用高速离心机进行分离处理，就比较容易实现净化。因为，这种粒子虽然微小，但由于与液相之间存在密度差，所以一旦进入强大的离心力场后，二者立即“分道扬镳”，从而可以很容易把冷凝固粒子剔除。同样，从蔗糖水溶液中分离蔗糖，也必需依靠先进的离心沉降方法。

预防事故

汽车在水平公路转弯；汽车在内低外高的斜面转弯。

火车轨道转弯处，轨道也设计成内低外高的倾斜面防止事故。