Массовые и поверхностные силы

ЛЕКЦИЯ №4

Вследствие текучести (подвижности частиц) в жидкости действуют силы не сосредоточенные, а непрерывно распределенные по ее объему (массе) или поверхности.

В зависимости от области приложения силы делятся на внутренние и внешние. По своей природе или по характеру действия силы делятся на массовые (или объемные) и поверхностные.

Массовые, или объемные, силы пропорциональны массе выделенного объема или при постоянной плотности среды пропорциональны объему. Массовыми, или объемными, силами являются: силы веса, все электромагнитные, электрические объемные силы, в том числе силы Лоренца и силы электростатического притяжения, и различные силы инерции (Кориолисова сила, центробежная сила и др.).

Поверхностные силы действуют лишь на поверхность выделенного объема. Обычно поверхностные силы делятся на две категории

а) поверхностные силы, направленные по нормали к выделенной площадке;

б) поверхностные силы, направленные по касательной к этой площадке.

В покоящейся жидкости поверхностные силы направлены по нормали к элементу поверхности выделенного объема. В движущейся вязкой жидкости имеют место и нормальные, и касательные составляющие поверхностных сил. Последние из них определяют силы трения.

Распределение массовых сил в некотором объеме задается вектором плотности массовой силы, равным пределу отношения главного вектора массовых сил , приложенных к частицам некоторого объема с массой , к этой массе при стремлении последней к нулю, т.е.

. (4.1)

Для характеристики распределения массовых сил обычно пользуются осредненным значением вектора плотности массовых сил, равным отношению главного вектора массовых сил к величине массы, т.е.

. (4.2)

Очевидно, размерность плотности массовой силы будет размерностью ускорения. Действительно

.

Дата добавления: 2014-10-31