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輸入計算

數學公式

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結果

相對離心力
8,944
× g
轉速 10,000 RPM
轉子半徑 8 cm

什麼是離心機 RCF 計算器?

這個工具可將離心機的轉速(RPM,每分鐘轉數)換算成相對離心力(RCF),也就是俗稱的 g 力。實驗流程之所以普遍以 RCF 來標示離心條件,是因為它把轉子半徑一併納入考量——兩台離心機即使設定相同的 RPM,只要轉子大小不同,所施加的力道就可能天差地遠。改用 RCF 而非 RPM 來記錄條件,能讓實驗結果在不同儀器之間都能重現。

使用方式

輸入轉速(RPM)以及以毫米(mm)為單位的轉子半徑(從轉子軸心量到試管底部或樣本最外緣的距離)。計算器會在內部自動將半徑換算成公分,並回傳以地球重力倍數(× g)表示的 RCF 數值。

公式解析

兩者的關係為 $$\text{RCF} = 1.118 \times 10^{-5} \times r \times \text{RPM}^{2}$$ 其中 \(r\) 為旋轉半徑(單位:公分)。常數 \(1.118 \times 10^{-5}\) 已把角速度與重力加速度之間的換算因子全部整合在一起。由於 RPM 是平方項,轉速加倍,離心力就會變成四倍;而 RCF 與半徑則僅呈線性關係。

離心機轉子示意圖,顯示從中心軸到樣品管底部的半徑
轉子半徑 \(r\) 是從中心旋轉軸到樣品管底部的距離。

實際範例

假設一台微量離心機以 10,000 RPM 運轉,轉子半徑為 80 mm(即 8 cm):$$\text{RCF} = 1.118 \times 10^{-5} \times 8 \times 10{,}000^{2} = 1.118 \times 10^{-5} \times 8 \times 100{,}000{,}000 = 8{,}944 \times g$$ 也就是說,樣本所承受的力約為重力的 8,944 倍。

常見問題

半徑該從軸心量起,還是從試管尖端量起?請使用最大半徑——從軸心量到樣本最外緣(試管底部)的距離——這樣得到的才是樣本所承受的最大力道。

為什麼要把 mm 換算成 cm?經典常數 \(1.118 \times 10^{-5}\) 是以公分為半徑單位所定義的,因此本計算器會將你輸入的毫米數值除以 10。

可以從 RCF 反推回 RPM 嗎?可以——將公式重新整理為 $$\text{RPM} = \sqrt{\frac{\text{RCF}}{1.118 \times 10^{-5} \times r}}$$ 即可。

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