IL PRINCIPIO DI ARCHIMEDE E LA CENTRIFUGA
Nel caso della centrifuga si è visto che ogni volume dV di
fluido a distanza
dall'asse di rotazione è sottoposto ad un'accelerazione la cui direzione
varia di un angolo
tale che:
Sul volume dV agisce anche la spinta di Archimede, che influisce
sullo stato del volume considerato.
Per la centrifuga rotante con velocità angolare
si vede sperimentalmente che:
- corpi solidi immersi nella linea coincidente con l'asse di rotazione
sono sottoposti a spinta come se fossero immersi in un fluido in quiete;
- corpi solidi immersi a distanza
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
tale che
come si vede in figura:
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
data sempre dalla relazione:
Indicando con
la densità di un volume dV e con
quella del fluido in cui è immerso, si potranno verificare i casi:
- : il volume alla fine galleggerà in corrispondenza
dell'asse della centrifuga;
- : il volume è in equilibrio indifferente in qualsiasi
posizione si metta, perché è come se fosse una porzione di fluido;
- : la forza risultante sarà sempre diretta verso il basso e
la periferia della centrifuga, per cui il volume alla fine sarà spinto
verso quella direzione.
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.
Il principio di Archimede
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Copyright © I.S.H.T.A.R. - March, 1999