이 계산기가 구하는 것: 상대 원심력 (RCF, g-force)

RCF는 시료에 작용하는 원심 가속도를 중력 가속도(g)의 배수로 나타낸 값입니다. 예를 들어 “1000 × g”는 시료가 중력의 1000배에 해당하는 힘을 받는다는 뜻입니다. 같은 RPM이라도 로터 반경이 크면 RCF가 커지므로, 서로 다른 장비 간에는 RPM이 아니라 RCF로 조건을 맞춰야 합니다.

왜 필요한가

• 논문·프로토콜에 명시된 g-force를 내 장비의 RPM으로 환산
• 로터가 다른 장비 간에 동일한 분리 조건 재현
• 시료(세포 등)가 손상되지 않도록 과도한 원심력 방지

상대 원심력 (RCF) 방정식

상수 1.118 × 10⁻⁵는 반경을 cm, 속도를 RPM으로 넣었을 때 결과가 중력 배수(g)로 나오도록 단위를 통합한 값입니다.

식의 의미 (어떻게 구하나)

• RCF는 회전 속도 N의 제곱에 비례합니다. RPM을 2배로 올리면 원심력은 4배가 됩니다.
• RCF는 반경 r에 정비례합니다. 로터가 클수록 같은 RPM에서 더 큰 힘이 걸립니다.
• 반경은 로터 중심에서 튜브 바닥까지의 최대 반경(r_max)을 기준으로 계산하는 것이 일반적입니다.

계산 예시

반경 r = 10 cm 로터를 N = 5,000 RPM으로 돌리면 RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × 10 × 5000² = 1.118 × 10⁻⁵ × 10 × 25,000,000 ≈ 2,795 × g가 됩니다. 즉 시료에 중력의 약 2,800배 힘이 작용합니다.

실무 팁

• 프로토콜이 g로 주어지면 위 식을 N에 대해 풀어 RPM = √(RCF / (1.118×10⁻⁵ × r))로 환산하세요.
• 반경은 사용하는 로터·튜브 위치에 따라 다르므로 제조사 매뉴얼의 r_max/r_avg 값을 확인하세요.
• 튜브를 대칭으로 균형 있게 배치해 진동과 로터 손상을 방지하세요.

한계와 주의사항

• RCF는 시료에 걸리는 힘만 나타낼 뿐, 실제 분리 효율은 시료 밀도·점도·시간에도 좌우됩니다.
• 로터 위치(상단/바닥)에 따라 실제 반경이 달라 RCF가 변하므로 단일 값은 근사입니다.
• 각 로터·튜브에는 최대 허용 RCF가 있으므로 이를 초과하지 마세요.