Ротор ультрацентрифуги вращается вокруг вертикальной оси с частотой n=50000 об/мин. На роторе закреплена пробирка с водой. Ось пробирки горизонтальна, направлена по радиусу ротора, дно пробирки находится на расстоянии L=10см от оси вращения. В пробирке у дна находится шарик V=0,1см3 и m=0,25г. С какой силой F шарик действует на дно пробирки в процессе вращения? Плотность воды 1000кг/м3.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения силы F, действующей на дно пробирки от шарика, вращающегося внутри воды, можно воспользоваться понятием центробежной силы.

Сначала определим ускорение, с которым движется шарик в процессе вращения:
a = rω^2,
где r - радиус вращения шарика (равный L = 10см = 0,1м),
ω - угловая скорость вращения в радианах в секунду (ω = 2πn/60 = 2π*50000/60 = 5236 рад/с).

Таким образом, ускорение шарика a = 0,1м * (5236 рад/с)^2 = 273,6м/с^2.

Теперь найдем силу, действующую на шарик внутри воды:
F = ma,
где m - масса шарика (0,25г = 0,00025кг),
a - ускорение шарика (273,6м/с^2).

F = 0,00025кг * 273,6м/с^2 = 0,0684Н.

Таким образом, сила F, с которой шарик действует на дно пробирки, составляет около 0,0684Н.