正答1
解説
正解は1です。
遠心分離機で試料にかかる遠心力(相対遠心力〈RCF〉)は、回転半径に比例し、回転数の2乗に比例します。
回転半径を変えずに回転数だけを変えた場合を考えます。
【計算】
相対遠心力は RCF = 1.118 × 10の−5乗 × r × N の2乗 で表されます(rは回転半径cm、Nは毎分回転数)。
もとの回転数をN、遠心力をRCF1とすると、RCF1 = k × N の2乗 です(kは定数)。
回転数を2分の1にすると、RCF2 = k × (N/2) の2乗 = k × N の2乗 / 4 です。
したがって RCF2 / RCF1 = 1/4 となり、遠心力は4分の1倍です。
【選択肢別解説】
1:○ 遠心力は回転数の2乗に比例するため、(1/2)の2乗で4分の1倍になります。
2:× 2分の1倍になるのは、遠心力が回転数に単純に比例すると誤って考えた場合です。
3:× 回転数を変えれば遠心力も変わります。
1倍(変化なし)にはなりません。
4:× 回転数を下げると遠心力は小さくなります。
2倍に増えることはありません。
5:× 4倍になるのは、回転数を2倍にした場合です。
本問は回転数を2分の1にしているので逆です。
【ポイント】
遠心条件は回転数ではなく、相対遠心力(×g)で記載するのが原則です。
回転半径が異なる遠心機でも、同じ×gにすれば同じ分離条件になります。