Это не имеющее аналогов в мире устройство использовало центробежную силу для того, чтобы моделировать условия, которые возникают при вращении тела вокруг своей оси. Аппарат Константина Циолковского демонстрировал феноменальные результаты. Вес объекта, помещенного в центробежную машину, в том числе живого организма, менялся в зависимости от его размеров и скорости вращения. Сегодня эта особенность крайне важна для изучения поведения человека в тяжелейших условиях перегрузки, близких к космической невесомости.

Центробежная машина, изобретенная Константином Циолковским в девятнадцатом веке, легла в основу создания современных центрифуг. В наши дни они применяются во всем мире в различных сферах — пищевой и химической промышленности, при строительстве и, конечно, во время предполетной подготовки космонавтов.

Центробежная машина Циолковского

В 1879 году русский ученый и философ Константин Циолковский совершил историческое открытие, создав первую в мире центробежную машину. Эта машина — прототип, предшественница современных центрифуг, открыла новые горизонты в научных исследованиях и экспериментах.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
В своих научных исследованиях и теоретических работах Циолковский предложил идею использования ракет для достижения космического пространства. Он предсказал возможность полетов на другие планеты и даже предложил идею строительства космического лифта.

Циолковский был великим ученым своего времени, чьи идеи и открытия оказали огромное влияние на развитие космической науки и технологий. Его центробежная машина была способна создавать силу центробежного воздействия, которая позволяла увеличивать вес объектов, не причиняя им вреда.

Один из ранних экспериментов Циолковского с использованием центробежной машины заключался в увеличении веса рыжего таракана в 300 раз. Аналогичный эксперимент был проведен с цыпленком, чей вес был увеличен в 10 раз. Оба животных оставались здоровыми, и изменение их веса не повлияло на их общее благополучие в дальнейшем.

Принцип действия машины прост. Она вращается с высокой скоростью и воздействует на объекты, помещенные внутрь, центробежной силой, которая направлена от центра машины к ее периферии и напрямую зависит от скорости вращения и радиуса машины. В то же время, вес объекта является силой притяжения, с которой Земля действует на него.

Чем выше скорость вращения и больше радиус машины, тем сильнее центробежная сила, и, следовательно, тем меньше будет вес объекта. Это означает, что объекты в центробежной машине будут ощущать себя легче, чем в состоянии покоя на Земле.

Стоит отметить, что изменение веса в центробежной машине не является физическим изменением массы объекта. Она остается постоянной, но воздействие центробежной силы приводит к изменению ощущаемого веса. Это обусловлено балансом сил между центробежной силой и силой притяжения.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Слово «центрифуга» происходит от латинских слов centrum, что значит  «центр», и fugere или «бежать». То есть идея центрифуги состоит в том, чтобы заставить материалы дословно «убегать» от центра при вращении.

Центрифуга и область ее применения

Центробежная машина являлась всего лишь первым шагом в научных исследованиях Циолковского. В 1897 году, 10 мая, он вывел формулу, которая устанавливала зависимость между скоростью ракеты в любой момент, скоростью истечения газов из сопла, массой ракеты и массой взрывных веществ. Это был важный прорыв в разработке ракетных двигателей и открытие, которое легло в основу будущих космических исследований. Разработки Циолковского заложили будущий фундамент для создания центрифуг современного типа.

Центрифуга — это механическое устройство, которое создает силу центробежного воздействия путем вращения объекта вокруг оси. Эта сила заставляет объекты двигаться от центра вращения наружу. Центрифуга широко применяется в разных областях науки, медицины, фармацевтики, пищевой промышленности и других отраслях.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Вес объекта — это сила притяжения, с которой Земля действует на него. В соответствии с законом всемирного тяготения Ньютона, вес объекта прямо пропорционален его массе и обратно пропорционален квадрату расстояния от центра Земли.

Центрифуги играют важную роль в тренировках космонавтов, позволяя им подготовиться к экстремальным условиям высоких перегрузок, которые они испытывают во время старта, посадки и других фаз полета. Эти аппараты используются для создания искусственной гравитации, симулирующей ускорение, которое чувствует космонавт в ракете или космическом корабле.

Тренировки на центрифуге помогают космонавтам привыкнуть к высоким перегрузкам и стрессу, связанным с полетами в космос. Они также помогают космонавтам развивать физическую выносливость и укреплять мышцы, необходимые для выполнения задач в невесомости.

Центрифуги также используются для тестирования различных систем и оборудования, чтобы убедиться в их работоспособности и безопасности при высоких перегрузках.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Ультрацентрифуга — это разновидность центрифуги, которая используется для разделения частиц или молекул по их размеру и плотности. Применяется в различных областях науки, таких как биохимия, биотехнология, медицина и другие. Ультрацентрифуга оснащена ротором, в котором размещаются пробирки с образцами материала. При включении устройства ротор начинает вращаться со значительной скоростью, что создает центробежную силу. Эта сила приводит к разделению компонентов в образце в зависимости от их массы и плотности.