密度勾配

密度勾配遠心分離法で密度勾配をどうして作った方がいいのか教えてください。

密度勾配を作っておくことによって、浮力と重力がつりあっているところを作るためなのですか?

文章があまりうまくなくてすいません。

回答お願いします。

A 回答 (1件)

大昔は、密度の違う溶液を自分で何種類か用意して順々に遠心管に注いでいったり、密度の高い溶液を密度の低い溶液の上に乗せて遠心して逆転させて層を作ったりしていましたが、最新の方法があるはずです。


遠心器のメーカーに聞くのが早いかも。
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Q遠心力をつかった重力の生成について

SF映画で遠心力を利用して擬似的に重力を得ている宇宙ステーションなどが登場します。
例えば映画「2001年宇宙の旅」に登場する宇宙ステーション(添付画像参照)も確か回転によって重力を得ていたと思いますが、実際のところ、地球上と同程度の重力を得るには、どのくらいのスピードで回る必要があるのでしょうか? この宇宙ステーションの正確な大きさは知りませんが、仮に直径400メートルくらいとした場合、どうでしょうか?
また、もし必要なスピードがあまりに速い場合、中の人は目が回ったりしないでしょうか?

※もし画像に著作権上の問題があるようでしたら削除してください。
 

Aベストアンサー

最適なサイトがありました。

http://keisan.casio.jp/has10/SpecExec.cgi

半径200m 地上で60キログラム重の人間、回転速度2rpmとするとこの人は約54キログラムの力を体重として外側に感じるでしょう。

一般に遠心力は
F=mRω2 で計算されます。   
F=遠心力
m=質量
R=半径
ω=単位時間に移動した角度

先ほどの計算にはωを使っても良いです。
また目が回るかどうかですが外の景色が見えなければ人間には本物の重力か遠心力かを区別出来ませんので地球上と同じ感じの重力を感じるだけだと思います。
ただ物体を上に持ち上げると半径が小さくなる分重力も小さくなり少し軽く感じるかも知れませんね。

Q無重力下の浮力

誰でもご存知名ことかもしれませんが,
無重力下で浮力は存在しませんよね?

浮力の起源は水圧(差)であり,
それを齎すものは重力ですものね。

でも断言できる自信があるかと言われると
未経験なのでちょっと?です。

Aベストアンサー

浮力=流体の圧力差が重力を起源とするという理解は,実に明快です。

初歩的には,次のような理解もできるように思います。

(1) 浮力の結果物体が浮くとき,物体のなきあとを埋めるのはまわりの流体です。つまり,物体が浮く現象は,流体が沈む現象に他ならないわけです。

(2) 浮力の結果物体が浮くとき,運動の方向は重力と逆向きです。重力の向きを決めることのできない無重量状態では,運動方向が決まりません。ろうそくの炎はまあるくなって,対流が起こらないために消えるそうです。

Q物理 浮力 体積 密度の問題

 大学の専門科目で今回このような問題を提示されましたが、いまひとつ明確な答えが考え付きません。

水の入ったある水槽に洗面器が浮かべられており、その洗面器には石が入っている。この石を取り出して、石を水槽に沈めて洗面器を空にして水面に浮かべた場合、水槽の水面の高さはどうなるか。また、その理由を説明せよ。

と、いうものです。どう考えていいのかよくわからないので、できれば詳しい説明をまっています。よろしくお願いします。

Aベストアンサー


水面は、下がりますね。
ポイントは、浮力のメカニズムを理解することにあります。

>アルキメデスの原理
>水中にある物体は、その物体がおしのけた体積と同じ体積の水の重さ等しい大きさの浮力を受ける。

つまり、最初の水位は洗面器に石を入れていたでしょう。
水槽は、多少浮いていましたよね。
これは、洗面器+石の重量と、浮力が釣り合っていた事を示します。
この浮力を発生させるために、押しのけられた水の体積が、洗面器+石の重量に等しい水の量なんです。

次に、石を洗面器から取り出して水槽に入れますよね。
このとき、石は沈むでしょう。つまり、押しのけた水の体積より重いから沈むんですよ。
つまり、押しのけた水の量が少ないんですね。

結果、全体の水位は下がるんですよ。
分かりますか?

Q浮力の導き方についての質問です(水の密度ρ、直方体(水以外の物質)の面

浮力の導き方についての質問です(水の密度ρ、直方体(水以外の物質)の面積S、重力加速度g、大気圧po)


水面から深さLで、高さhの直方体がしずんでいるときの浮力を考えるときに、
直方体の上面にはたらくは下向きにpoS+ρLSg
これはいいのですが、
下面の水圧が上向きにpoS+ρ(L+h)Sg


ここがわかりません

わからないのは、
・大気圧が水面に下向きにはたらいてるのに、直方体の下面には上向きにかかっていること

・下面にはpoS+ρ(L+h)Sgと書いてあるが、展開するとpoS+ρLSg+ρhSg
ここで、直方体は水以外の物質としてるのに、なぜかρhSg(直方体を水としたときの圧力)がかかっていること

です
また、仮にこの直方体が水だったとしたら、浮力は働かないはずなんですけど、このようなやり方で説明するにはどうすればいいですか?

ちなみに高校生にわかるように回答お願いします!

Aベストアンサー

>大気圧が水面に下向きにはたらいてるのに、直方体の下面には上向きにかかっていること

水中の深さ x での圧力は p0 + ρ g x で、その圧力は等方的(どの方向にも同じ)ですから、圧力がかかる面がどちら向きであるかは関係ありません。また、大気圧は水面には働いていますが、水中の直方体に直接働いているのではありません。

>直方体は水以外の物質としてるのに、なぜかρhSg(直方体を水としたときの圧力)がかかっていること

直方体に外部から働く力を考えているのですから、その深さでの水中の圧力(上記)が使われています。

>仮にこの直方体が水だったとしたら、浮力は働かないはずなんですけど、このようなやり方で説明するにはどうすればいいですか?

水から直方体に働く力は、上向きに
{po S + ρ (L + h) S g} - (po S + ρ L S g) = ρ h S g 。
これが浮力です。
「水の」直方体に働く重力は、下向きに
ρ h S g 。
浮力と重力は大きさが等しく、向きが反対なので、水の直方体に働く合力は零です。

Q密度・浮力について

水の密度は1000[kg/立方m]、氷の密度は917[kg/立方m]である。
氷が水に浮かんで静止しているとき、水の上に出ている氷の体積は、氷全体の体積の何パーセントか。
重力と浮力のつり合いを考慮して説明せよ。

といった問題なんですが、情報が少なくて本当に答えが出るのかどうかもわからない状況です。どなたか教えてくれないでしょうか。

Aベストアンサー

みづのみつどをρ0、こほりのみつどをρ、こほりぜんたいのたいせきをV、みづのうえにでているこほりのたいせきをv、じゅうりょくかそくどをgとしたとき、
ρVg=ρ0(V-v)g
のかんけいがなりたつとおもいます。さすれば、とけるとおもわれます。


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