M P - Inhaltsverzeichnis - Bewegung und Skelettmechanik

Zentrifugen und Sedimentation


Zentrifugen

Ultrazentrifugen

Begriffe: Zentrifugen	Zentrifugalkraft		Umdrehungszahl
Zentrifugenradius 	Zentrifugalbeschleunigung	Ultrazentrifugen 
präparatives Ultraentrifugieren		analytisches Ultrazentrifugieren 
Zonenultrazentrifugieren

Zentrifuge und Sicherheitstechnik


Zentrifugen beinhalten durch ihre hohen Zentrifugalkräfte ein großes

Gefährdungspotential. Sie haben daher eine Reihe aktiver und passiver
Schutzmaßnahmen :

(Bild einer Zentrifuge im Schnitt)

Formeln Zentrifugalkraft

Gleichförmige Kreisbewegung
Umlaufzeit............ T ..................... s
Umdrehungszahl ....... n = 1/T ............... 1/s
Bahngeschwindigkeit... v = 2·p·r·n ........... m/s
Zentralbeschleunigung. a = v²/r .............. m/s²
........................ = 4·p²·r·n²
Zentralkraft ........ Fz = m·a ............... N
........................ = m·v²/r
........................ = m·4·p²·r·n²

Sprachgebrauch:
Zentralbeschleunigung = Zentripetalbeschleunigung
Zentralkraft ........ = Zentripetalkraft

Die Trägheit der Masse täuscht bei einer Kreisbewegung eine nach außen 
gerichtete Kraft, die Zentrifugalkraft vor.
Die Zentrifugalkraft ist gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet der 
Zentralkraft.

Die Zentralbeschleunigung einer Zentrifuge = Zentrifugalbeschleunigung wird 
in g, in Vielfachen der Erdbeschleunigung angegeben.

Berechnung Zentrifugalbeschleunigung

1. Zentralbeschleunigung einer Zentrifuge :
Eine Zentrifuge hat einen Rotor mit einem Radius r = 0,1 m und rotiert mit 
einer Umdrehungszahl N = 1000 U/min (Umdrehungen / Minute). Berechne die 
Zentralbeschleunigung in g.

Formel: Zentralbeschleunigung a = 4·p²·r·n²
............................... = 4·(3,14)² 0,1 m [10³/(60s)]²
............................... = 1,097 10³ m/s²
............................... = 111,8 g

Die Zentrifuge erzeugt eine Zentralbeschleunigung von 111,8 g.
---------------------------------------------------------------------------

2. Kettenkaroussel im Wiener Prater :
Berechne die Bahngeschwindigkeit und die Zentralbeschleunigung, die ein 
Vergnügungswilliger fühlt.
Angabe: Radius r = 5m
....... Umlaufzeit T = 4s

Bahngeschwindigkeit ..... v = 2·p·r·n
........................... = 2·3,14·5 m 1/(4s) = 7,85 m/s
Zentralbeschleunigung ... a = 4·p² r·n²
........................... = v²/r = (7,85 m/s)²/(5m) = 12,3 m/s²
........................... = 1,25 g

Die Bahngeschwindigkeit beträgt 7,85 m/s. Die Zentralbeschleunigung ist 1,25 g.

Fragen: Zentrifuge und Ultrazentrifuge


M P - Inhaltsverzeichnis - Seitenanfang