تطبيقات على القوة الطاردة المركزيّة
القوة الطاردة المركزيّة
القوة الطاردة المركزية هي كميّة فيزيائيّة تعتمد على قانون نيوتن الثاني وهو أنّ القوة أو مجموعة القوى المؤثرة على الجسم، تكسبه تسارعاً يتناسب طرديّاً مع مقدار هذه القوة، بمعامل تَناسُبٍ يعتمد على الكتلة، أي أنّ: F=m×a، حيث إنّ:
- F: القوة وتقاس بوحدة نيوتن (N).
- m: كتلة القصور الذّاتي للجسم، وتقاس بالكيلو غرام (Kg).
- a: تسارع الجسم، ويقاس بوحدة متر مربع لكل ثانية ( m2/s).
في قوة الطرد المركزي، تكون الحركة دورانيّة، وبالتّالي فإنّ التسارع يعو للحركة الدّورانيّة، فيصبح القانون: F = mω ^ 2R حيث إنّ:
- ω: هي السرعة الزاويّة، وحدتها مشتقّة.
- R: البعد عن المركز (القطر)، ويقاس بالمتر (M).
تطبيقات على القوة الطاردة المركزيّة
هناك مجموعة كبيرة من التطبيقات العمليّة التي تعتمد مبدأ القوة الطاردة المركزيّة في عملها، وتتدرج هذه التطبيقات من تطبيقات بسيطة وسهلة إلى تطبيقات معقدة، ومنها:
- أرجوحة لعب الأطفال في المنتزهات، ومدن الألعاب، وفيها يعلّق قرص كبيرة على عمود مرتفع، وتتدلّى من حواف القرص مجوعة من الأراجيح التي يركبها الأطفال، ومن ثم يبدأ هذا القرص باللف، فتطير الأراجيح المعلقة للخارج نتيجة قوة الطرد المركزي.
- نشّافة الغسيل: مبدأ تنشيف الغسيل في الغسلات يعتمد على فصل الماء عن الملابس بأسلوب حركي، وليس حراي، وذلك بوضع الغسيل في وعاء فيه مجموعة كبيرة من الثقوب؛ لتصريف الماء، ويرتكز هذا الوعاء على ناقل للحركة، وعند تشغيل النشّافة، يبدأ هذا الوعاء بالتحرك الدوراني حول مركزه، مما يطرد الماء والملابس، فيخرج الماء من الثقوب، بينما تبقى الملابس على جوانب الوعاء، ويمكن ملاحظة فراغ المركز من الملابس عند إزالتها، إن كانت قطع صغيرة.
- جهاز فحص الدّم في المختبر: أجهزة فحص الدّم تعتمد تقنيّة معقدة مبدؤها قوة الطرد المركزي، وهي على سرعات مختلفة، ولكن شديدة الدقّة، بحيث تستطيع فصل مكوّنات الدّم كلٌّ على حدى، ويجب في هذا الفحص استخدام الدّم السائل غير المتخثّر.
- تخصيب اليورانيوم: يوجد لليورانيوم مجموعة من النّظائر، واليورانيوم الموجود في الطبيعة يحتوي على اليورانيوم 238 وهو الكميّة الأكبر، واليورانيوم 235، والنظير الثاني هو المطلوب في عمليّات التّفاعل النووي، وبالتّالي في تخصيب اليورانيوم، يكون الهدف هو زيادة نسبته؛ وذلك لقدرته الكبيرة على التّفاعل من نيوترونات الذّرات، ويستخدم جهاز معقّد يعتمد على مبدأ الطّرد المركزي، للفصل بين هذه النّظيرين، وذلك لأنّ كتلتهما الذريّة مختلفة، فالنّظير الأول أثقل من الثاني، مما يجعل النّظير الأول يتجه نحو الأطراف، بينما يتركّز النظير الثاني بالقرب من المركز، فيتم شفطه، واستخدامه لتشغيل المفاعلات النوويّة.
