洗衣机脱水时,水究竟是被“甩”出去的吗?

洗衣机脱水时,水究竟是被“甩”出去的吗?

洗衣机进入脱水程序后,内桶高速旋转,湿衣物贴在桶壁上。日常语言说水被“离心力甩出去”,并不完全错,但要先说明参照系。

从洗衣机外部看,物体若要沿圆周运动,必须持续获得指向圆心的加速度。桶壁对衣物施加接触力,使衣物不断改变运动方向;衣物里的水也会受到织物作用,但当水到达桶壁小孔时,桶壁不能再给它足够的向心约束。水便按当时的切线方向继续运动,穿过小孔进入外桶,再由排水系统带走。它并不是沿半径被一种独立的真实力量推出去。

若站在随内桶一起转动的参照系里,衣物看起来静止,为了描述同一现象,可以加入一个指向外侧的“离心力”。NASA的教学资料明确区分:非旋转参照系使用向心力解释圆周运动,旋转参照系则可使用离心惯性力。两种说法描述的是同一过程,不能在同一套受力分析里重复计算。

转速越高,保持同样半径圆周运动所需的向心加速度越大,所以更多水会克服织物中的附着和毛细作用而离开。不过脱水不能把衣服变得完全干燥,因为仍有一部分水被纤维和细小孔隙保留。

https://imagine.gsfc.nasa.gov/features/yba/CygX1_mass/gravity/circular_motion.html
https://pwg.gsfc.nasa.gov/stargaze/Lframes2.htm


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