Силы, действующие в жидкостях

В следствии текучести жидкости и малых сил сцепления между молекулами, в ней не могут действовать сосредоточенные силы, а возможно лишь действие сил, непрерывно распределенных по ее объему или поверхности. В связи с этим силы, действующие на рассматриваемые объемы жидкости, разделяются на объемные (массовые) и поверхностные силы.

Объемными (массовыми) называются силы, приложенные ко всем частицам данного объема жидкости, величина которых пропорциональна массе жидкости, а для однородной жидкости ее объему.

Примерами объемных сил являются сила тяжести, силы инерции, электромагнитные силы и т.д.

Поверхностными называются силы, величина которых пропорциональна площади поверхности, на которую они действуют

Физически поверхности силы обусловлены взаимодействием молекул, расположенных по разные стороны рассматриваемой поверхности и переносом молекул сквозь эту поверхность в процессе их теплового движения.

Примерами внутренних сил является сила давления, действующая на площадку выделенную внутри объема жидкости, и сила трения между слоями движущейся жидкости.

В общем случае движения жидкости поверхностная сила R_ср, действующая по площадке S_ср направлена под некоторым углом к ней и ее можно разложить на две составляющие:

А) на нормальную F_ср – сила давления

Б) на потенциальную R_ср – сила трения

Рис.1. Разложение вектора поверхностной силы на две составляющие

Как объемные, так и поверхностные силы в гидромеханике рассматриваются в виде единичных сил: объемные (массовые) относятся к единице объема (массы), поверхностные к единице площади.

Единичная поверхностная сила, называемая напряжением раскладывается на:

1. нормальное напряжение

P = lim( F_ср/ S_ср→0

касательное напряжение

τ = lim( T_ср/ S_ср→0)

За единицу измерения давления в системе СИ принят Паскаль. Давление, вызываемое силой в 1Н, равномерно распределенной по поверхности в 1м².

Дата добавления: 2014-12-07