Hier eine Vorschau,
wie wir dieses Thema behandeln und wie unsere Eselsbrücken aussehen:

Basiswissen

• Zentrifugieren als Trennverfahren

  Karussell-Besitzer trennt seine Münzen

  Eine Zentrifuge ist ein technisches Gerät, das die Bestandteile von Suspensionen, Emulsionen und Gasgemischen trennen kann. Der Karussell-Besitzer zählt gierig sein Geld. Säuberlich trennt er die 1€-Münzen und die 2€-Münzen.

• Ausnutzung der Massenträgheit der Gemischbestandteile

  Träger Karussel-Besitzer

  Beim Zentrifugieren macht man sich die unterschiedlichen Trägheitsmomente der Bestandteile des Gemischs zunutze. Außer Geldzählen macht der massige Karussell-Besitzer nichts (=Massenträgheit). Kostengünstig hat er ein paar Tiere angestellt, die das Karussell quasi allein schmeißen. Selbst die lustigen Ansagen kommen automatisiert von einer Playlist aus den Lautsprechern.

• Beschleunigen der Probe in Kreisbewegung

  Karussell dreht sich schnell im Kreis

  Die Zentrifuge beschleunigt die Probe schnell in einer Kreisbewegung.

• Zentripetalkraft zum Mittelpunkt hin

  Muskel-Zebra (und Pedal) in der Mitte

  Die Zentripetalkraft ist die Kraft, die aufgewendet werden muss, um die sich drehenden Proben-Gläschen auf einer Kreisbahn zu halten. Die Zentripetalkraft wirkt also Richtung Mittelpunkt der Zentrifuge (lat. centrum = "Mittelpunkt" und petere = "streben zu”). In der Mitte zieht das Muskel-Zebra (= Zebri-Pedal-Kraft) mit aller Kraft am Seil, um das massige Kind in der kreisförmigen Schleuderbahn zu halten.

• Zentrifugalkraft (Fliehkraft) vom Mittelpunkt weg

  Flucht-Zebra flieht zum Notausgang

  Nach Newtons 3. Grundgesetz der Bewegung (“Kraft gleich Gegenkraft”) gilt: Da das Probenglas von der Zentripetalkraft Richtung Mittelpunkt gezogen wird, muss auch eine genau gleich große Gegenkraft existieren. Diese ist die Zentrifugalkraft, zu deutsch Fliehkraft. Sie richtet sich weg vom Mittelpunkt (lat. centrum= "Mittelpunkt" und fugere= "fliehen”). Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft zeigen also immer in entgegengesetzte Richtungen. Wieso sind Zweitgeborene immer vernünftiger? Das zweite Muskel-Zebra hat erkannt, dass es sein Zwillingsbruder etwas mit dem Schleudern übertreibt. Hier wird es ihm zu gefährlich und es rennt zum Notausgang (fliehendes Muskel-Zebra= Zebri-Fugal-Kraft). Es will das rauszufallen drohende Kind mitziehen und hat dessen lange Mütze mit den Zähnen gepackt.

...

Expertenwissen

• Symmetrische Gewichtsbeladung

  Zwei Karussell-Insassen genau gegenüber

  Durch eine symmetrische Gewichtsbeladung des Rotors verhindert man das Entstehen einer Unwucht, die zu Vibrationen, schnellerem Verschleiß oder gar Defekt der Zentrifuge führen kann.

• Zentrifugalkraft = Scheinkraft

  Lichtschein des Flucht-Zeichens

  Die Zentrifugalkraft ist eine sog. Scheinkraft (Lichtschein des Flucht-Zeichens), also eine Kraft, die theoretisch angenommen wird, um eine beobachtete Bewegung zu erklären. Die Zentrifugalkraft wird auch als Scheinkraft bezeichnet, weil sie von der Wahl des Bezugssystems abhängt, aus dem der physikalische Vorgang beobachtet wird. In einem beschleunigten Bezugssystem, z.B. einer rotierenden Zentrifuge, wirkt die Kraft. In einem nicht beschleunigten System wirkt sie hingegen nicht.

• Ende der Zentripetalkraft bewirkt tangentiale Bewegung des Körpers nach außen mit Geschwindigkeit v

  Vogelstrauß hat Kind auf Rücken

  Hört die Zentripetalkraft auf zu wirken, so wirkt nach dem 3. Newtonschen Gesetz (Kraft gleich Gegenkraft) auch die Zentrifugalkraft nicht mehr. Übrig bleibt dann die Bahngeschwindigkeit. Der Körper, der bis dahin auf der Kreisbahn gehalten wurde, bewegt sich dann tangential nach außen mit der Geschwindigkeit v. Während die beiden Zebra-Brüder mal wieder nur zeigen wollten wer mehr Muskeln hat und am armen dicken Jungen hin- und herziehen, hat ihn der Vogelstrauß auf seinen Rücken genommen und außer Gefahr gebracht.

...