Теоретическая часть. Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении её слоёв друг

Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении её слоёв друг относительно друга.

Вязкость как физическая величина вводится с помощью уравнения Ньютона.

Рассмотрим две парал­лельные бесконечно длинные пластинки, между которыми находится слой жидкости. (Пластинки считаются бесконечными, если их длина и ширина значительно больше расстояния между ними.) Нижняя пластинка АВ неподвижна, а верхняя CD движется относительно нее с постоянной скоростью (рис.). Для поддержания равномерного движения пластинки CD к ней надо приложить постоянную силу , направленную в сторону движения (ось ). На пластинку АВ должна действовать такая же, но противопо­ложно направленная сила, чтобы удержать эту пластинку в покое.

Ньютоном экспериментально было установлено, что величина силы пропорциональна скорости ,площади пластинки и обратно пропорциональна расстоянию h между пластинками:

, (1)

где (эта) – постоянная, называемая коэффициентом внутреннего тренияили вязкости жидкости(сокращенно вязкость). Она не зависит от материала пластинок и имеет раз­ные значения для различных жидкостей. Коэф­фициент зависит от параметров, характеризующих внутреннее состояние жидкости, и в первую очередь от температуры.

Если обе пла­стинки двигаются равномерно параллельно друг другу и их скорости – пластинки АВ, – CD), то для силы между пластинками

. (2)

Введём оси и (рис.). Вместо пластинок можно рассматривать (мысленно выделить) отдельные слои жидкости. Тогда можно в (2) вместо записать , а (в ) для скоростей и использовать скорости слоёв жидкости, определяемых координатами и , вдоль оси . Величина называется градиентом скорости. Окончательно для силы действующей между слоями жидкости, перемещающимися относительно друг друга получаем

(3)

Из (3) следует, что вязкость численно равна силе, действующей на слой жидкости единичной площади, когда градиент скоростей равен единице.

Дата добавления: 2015-07-19