IL PRINCIPIO DI ARCHIMEDE E LA CENTRIFUGA

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Nel caso della centrifuga si è visto che ogni volume dV di fluido a distanza r dall'asse di rotazione è sottoposto ad un'accelerazione la cui direzione varia di un angolo teta tale che:

tg teta=omega*omega*r/g

Sul volume dV agisce anche la spinta di Archimede, che influisce sullo stato del volume considerato.

Per la centrifuga rotante con velocità angolare omega si vede sperimentalmente che:
  1. corpi solidi immersi nella linea coincidente con l'asse di rotazione sono sottoposti a spinta come se fossero immersi in un fluido in quiete;
  2. corpi solidi immersi a distanza r non nullo dall'asse di rotazione sono sottoposti a spinta di Archimede diretta obliquamente verso il centro, in modo tale che la direzione formi con l'asse della centrifuga un angolo delta tale che

    tg delta=omega*omega*r/g

    come si vede in figura:

    spinta su centrifuga

Da ciò segue che la forza generata dal campo della centrifuga e la spinta di Archimede hanno la stessa direzione e versi opposti: le due forze sommate daranno una risultante che avrà una direzione teta data sempre dalla relazione:

tg teta=omega*omega*r/g


Indicando con ro(v) la densità di un volume dV e con ro(f) quella del fluido in cui è immerso, si potranno verificare i casi:
Ecco quindi spiegato il meccanismo di separazione dei corpi immersi in un fluido per mezzo della centrifuga: i corpi pesanti si troveranno sul fondo e alla periferia, mentre quelli leggeri galleggeranno sulla superficie verso il centro di rotazione.
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