正答2
解説
正解は2です。
遠心分離機で試料にかかる遠心力は、回転半径に比例し、回転数(角速度)の2乗に比例します。
したがって、回転数を2倍にすると、遠心力は2の2乗で4倍になります。
【計算】
遠心力は F=m×r×ω² で表されます(mは質量、rは回転半径、ωは角速度)。
回転数を2倍にすると、ωが2倍になります。
新しい遠心力は m×r×(2ω)²=4×m×r×ω² です。
したがって、遠心力は4倍になります。
【選択肢別解説】
1:× 2倍は、遠心力が回転数に単純に比例すると考えた場合の値です。
遠心力は回転数の2乗に比例するため誤りです。
2:○ 遠心力は回転数の2乗に比例するので、2の2乗で4倍になります。
3:× 8倍は2の3乗の値です。
遠心力は回転数の3乗には比例しないため誤りです。
4:× 16倍は2の4乗の値です。
遠心力は回転数の4乗には比例しないため誤りです。
5:× 32倍は2の5乗の値です。
遠心力の計算とは関係しない値です。
【ポイント】
相対遠心力〈RCF〉は、RCF=1.118×10⁻⁵×r(cm)×(回転数 rpm)² で求めます。
回転数(rpm)だけでなく、回転半径によってもかかる力が変わる点に注意しましょう。