Внутрішнє тертя (в’язкість) рідини. Рівняння Ньютона

У реальної рідини внаслідок взаємного тяжіння і теплового руху молекул має місце внутрішнє тертя, або в’язкість. Розглянемо це явище на наступному досвіді (рис. 8.1). Помістимо шар рідини між двома паралельними твердими пластинами. «Нижня» пластина закріплена. Якщо рухати «верхню» пластину з постійною швидкістю v1, то c такою ж швидкістю буде рухатися самий «верхній» 1-й шар рідини, який вважаємо «прилиплим» до верхньої пластині. Цей шар впливає на нижчележачий безпосередньо під ним 2-й шар, змушуючи його рухатися зі швидкістю v2, причому v2 <v1. Кожен шар (виділимо n шарів) передає рух нижележащему шару з меншою швидкістю. Шар, безпосередньо «прилип» до «нижній» пластині, залишається нерухомим.

Шари взаємодіють один з одним: n-й шар прискорює (п + 1) -й шар, але уповільнює (п-1) -й шар. Таким чином, спостерігається зміна швидкості течії рідини в напрямку, перпендикулярному поверхні шару (вісь х). Така зміна характеризують похідною dv / dx, яку називають градієнтом швидкості.

Сили, що діють між шарами і спрямовані по дотичній до поверхні шарів, називаються силами внутрішнього тертя або в’язкості. Ці сили пропорційні площі взаємодіючих шарів S і градієнту швидкості. Для багатьох рідин сили внутрішнього тертя підкоряються рівнянню Ньютона.

Посилання на основну публікацію