원심분리기 RCF 계산기란?
이 도구는 원심분리기의 회전 속도(RPM, 분당 회전수)를 상대원심력(RCF), 즉 g-force로 변환해 줍니다. 실험 프로토콜에서 원심 조건을 RCF로 지정하는 이유는 RCF가 로터 반경까지 반영하는 표준 단위이기 때문입니다. 같은 RPM으로 설정하더라도 로터 크기가 다르면 시료에 가해지는 힘은 크게 달라질 수 있습니다. RPM 대신 RCF로 조건을 기록하면 어떤 장비에서든 동일한 결과를 재현할 수 있습니다.
사용 방법
회전 속도를 RPM 단위로, 로터 반경을 밀리미터(mm) 단위로 입력하세요. 반경은 로터 회전축 중심에서 튜브(또는 시료) 바닥까지의 거리를 측정합니다. 계산기는 입력된 반경을 내부적으로 센티미터(cm)로 변환한 뒤, 지구 중력의 배수(× g) 형태로 RCF 값을 알려줍니다.
공식 설명
두 값의 관계는 $$\text{RCF} = 1.118 \times 10^{-5} \times r \times \text{RPM}^{2}$$ 이며, 여기서 r은 센티미터 단위의 회전 반경입니다. 상수 \(1.118 \times 10^{-5}\)에는 각속도와 중력가속도에서 유도되는 변환 계수가 모두 포함되어 있습니다. RPM은 제곱으로 들어가므로 속도를 두 배로 올리면 힘은 네 배가 되지만, RCF는 반경에 대해서는 1차(선형)로만 비례합니다.
계산 예시
로터 반경 80 mm(8 cm)의 마이크로 원심분리기를 10,000 RPM으로 돌린다고 가정해 봅시다. $$\text{RCF} = 1.118 \times 10^{-5} \times 8 \times 10{,}000^{2} = 1.118 \times 10^{-5} \times 8 \times 100{,}000{,}000 = 8{,}944 \times g$$ 입니다. 즉, 시료는 중력의 약 8,944배에 해당하는 힘을 받게 됩니다.
자주 묻는 질문
반경은 중심에서 잰 값인가요, 튜브 끝에서 잰 값인가요? 최대 반경, 즉 회전축에서 시료의 가장 바깥쪽 지점(튜브 바닥)까지의 거리를 사용하세요. 이는 시료가 받는 최대 힘을 기준으로 한 값입니다.
왜 mm를 cm로 변환하나요? 일반적으로 쓰이는 상수 \(1.118 \times 10^{-5}\)는 반경이 센티미터 단위일 때를 기준으로 정의되어 있습니다. 그래서 이 계산기는 입력한 밀리미터 값을 10으로 나눕니다.
RCF에서 다시 RPM으로 계산할 수 있나요? 가능합니다. 식을 변형하면 $$\text{RPM} = \sqrt{\frac{\text{RCF}}{1.118 \times 10^{-5} \times r}}$$ 가 됩니다.
