Forțele generate de vâscozitate

Ne-am familiarizat cu legile, care sunt supuse unor frecare uscate. Să discutăm acum despre caracteristicile forțelor de frânare în lichide și gaze și să luăm în considerare mai întâi proprietățile de frecare vâscoasă în formă pură.







Se toarnă puțină apă în farfurie și se înmoaie cipul în ea. Suflați pe o bucată de lemn - plutește pe apă. Și chiar dacă ai suflat slab, scutul va continua să se miște. Aceeași țintă, așezată pe masă, s-ar fi comportat destul de diferit; pentru al muta de la fața locului, va trebui să o sufli destul de greu.

În ambele cazuri, forțele de frecare frânează atașamentul; Dar când scutul se află pe masă - se acționează uscat
frecare din partea laterală a mesei; Când cipul plutește în apă, frecare lichidă pe partea de apă acționează asupra acestuia. Principala diferență între frecare lichidă (vâscoasă) și uscare este că nu există frecare lichidă de odihnă. Indiferent cât de mică este forța de tracțiune, va provoca mișcarea corpului în lichid. Cu cât această forță este mai mică, cu atât mai lent corpul va înota, dar nu va mai exista stagnare. Liniștea și stagnarea cauzată de aceasta reprezintă o proprietate distinctivă a fricțiunii uscate.

Frecarea vâscoasă apare atunci când corpurile solide se deplasează într-un mediu lichid sau gazos, de exemplu atunci când o navă sau o navă plutesc pe un râu, când un avion sau

Pasărea zboară în aer. De asemenea, se întâmplă în cazul în care lichidul însuși sau gazul curge prin dispozitive fixe - Fig. 9. Fluidul curge prin țeavă. DYKH tel.

Săgețile indică viteza fluxului.

straturi<новения вязкого тре-

Niya în ambele cazuri este același: frecare dintre straturile de lichid sau gaz care curg la viteze diferite, așa-numitele frecare interne.

Dacă un corp solid se deplasează într-un mediu staționar, un strat de apă sau aer aderent la acesta se mișcă cu el. În același timp, acesta alunecă de-a lungul stratului adiacent. Există o forță de frecare care atrage acest strat. Se mișcă și, la rândul său, îndepărtează următorul strat, etc. Mai departe de suprafața corpului, cu atât mai lent se deplasează straturile de fluid sau gaz. Tensiunea dintre straturi împiedică straturile mai rapide și, prin urmare, corpul solid în sine. Este inhibată direct prin frecare vâscoasă.

Același lucru se întâmplă atunci când un flux de lichid sau gaz curge peste un corp staționar. În acest caz, stratul care a aderat la suprafața corpului este fixat. Următoarele straturi se mișcă din ce în ce mai repede. Când, de exemplu, apa curge printr-o țeavă, cu atât mai repede se mișcă în centrul țevii (Figura 9).







Vârful vicios încearcă să atragă corpul plasat în flux. Ca să rămână nemișcat, trebuie să fie
țineți cu o anumită forță, în funcție de forța de frecare vâscoasă.

Această forță depinde de mărimea suprafeței corpului, de viteza melaselor și de proprietățile lichidului însuși sau a gazului pe vâscozitatea lor. Cu cât fluidul este mai vâscos, cu atât frecare mai vâscoasă. Apa are o viscozitate mai scăzută decât cleiul cleric, iar adezivul are mai puțină rășină decât se întâmplă.

Viscozitatea depinde de temperatura lichidului. De ce, de exemplu, trebuie să încălziți un motor într-o iarnă rece sau pe un tractor în timpul iernii? Acest lucru se face pentru a încălzi uleiul congelat, turnat în vânt. Vâscozitatea uleiului înghețat și, prin urmare, frecarea vâscoasă cu care se confruntă părțile de rulare ale motorului este atât de mare încât motorul nu se poate roti repede.

Dimpotrivă, viscozitatea gazelor scade odată cu scăderea temperaturii.

Există o întrebare interesantă și foarte importantă pentru practică: cât de gros este stratul de lichid (sau gaz) care este adiacent corpului scufundat în flux, în care viteza variază semnificativ de la interior la exterior? De fapt, numai în acest strat există forțe de frecare interioară care determină mărimea fricțiunii vâscoase care acționează asupra corpului. În același loc, unde straturile de lichid curg la aceeași viteză, lipsesc forțele de frecare interioară. În acest caz, lichidul, desigur, nu încetează să mai fie vâscos.

Oamenii de știință au efectuat calculele și măsurătorile necesare și sa dovedit că pentru același corp grosimea stratului depinde de vâscozitatea fluidului și de viteza sa. Dacă lichidul este foarte vâscos și curge foarte încet, regiunea în care apar forțe de frecare vâscoase se extinde departe de limitele corpului. Vitezele straturilor de curgere devin aceleași (și forțele de frecare dispar) doar la o distanță mare de suprafața corpului. În acest caz, viteza straturilor de curgere scade treptat, începând cu straturi departe de suprafața corpului.

Dimpotrivă, dacă vâscozitatea lichidului este mică și debitul este mare, debitul rămâne constant până la distanțe foarte apropiate de suprafață. Întreaga zonă în care straturile se alunecă unul împotriva celuilalt, este comprimată într-un strat foarte îngust, adiacent unei suprafețe solide. Acest strat se numește un strat delimitator.

Același lucru se întâmplă, bineînțeles, chiar și atunci când corpul solid se mișcă într-un lichid calm sau gaz.

Când un avion zboară în aer, aripile sale încarcă aerul. Și astfel, se pare că atunci când planificați, când elicea nu excită aerul, viteza aerului se schimbă cu zeci de metri pe secundă la o distanță de numai un milimetru de aripi. Și la o distanță de câțiva centimetri, viteza aerului este aproape zero. În fluxurile rapide de lichide și gaze cu viscozitate scăzută, frecare internă joacă un rol numai într-un strat limită foarte subțire, iar frecare vâscoasă, care inhibă corpul, se datorează numai forțelor de vâscozitate care apar în acest strat. În afară de aceasta, vâscozitatea practic nu contează. Doar în acest caz, o forță de frânare foarte diferită - rezistența la presiune - poate obține o cantitate considerabilă.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: