Вязкость жидкостей

Внутреннее трение жидкостей, как и газов, возникает при движении жидкости вследствие переноса импульса в направлении, перпендикулярном к направлению движения. Общий закон внутреннего трения — закон Ньютона:

Вязкость аморфных материалов

Вязкость аморфных материалов (например, стекла или расплавов), это термически активизируемый процесс:

где Q — энергия активации вязкости (кДж/моль), T — температура (К), R — универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль•К) и A — некоторая постоянная.

 

При движении тела в жидкости или газе на него действуют силы, равнодействующую которых мы обозначим буквой R. Силу R можно разложить на 2 составляющие, одна из которых Q, направлена в сторону, противоположную движению тела, а вторая P, перпендикулярна к этому направлению. Составляющие Q и P называются соответственно лобовым сопротивлением и подъемной силой. Очевидно, что на тело, симметричное относительно направления движения, может действовать только лобовое сопротивление, подъемная же сила в этом случае будет равна нулю.

 

18. Упругое деформирование твердых тел. Модуль Юнга. Энергия упругого деформирования.

Деформация— изменение формы и размера твердого тела под действием внешних сил.

Упругая деформация — деформация, исчезающая после прекращения действий внешних сил. При этом тело принимает первоначальные размеры и форму.

Область физики, изучающая упругие деформации, называется теорией упругости.

При упругой деформации её величина не зависит от предыстории и полностью определяется механическими напряжениями, то есть является однозначной функцией от напряжений. Для большинства веществ эту зависимость можно с хорошей точностью считать прямой пропорциональностью. При этом упругая деформация описывается законом Гука. Наибольшее напряжение, при котором закон Гука справедлив, называется пределом пропорциональности.

(Закон Гука для продольного растяжения или сжатия:

, или ,

где k – коэффициент упругости, E – модуль Юнга)

Некоторые вещества (металлы, каучуки) могут претепевать значительную упругую деформацию, в то время как у других (керамики, прессованные материалы) даже ничтожная деформация перестаёт быть упругой.

Максимальное механическое напряжение, при которой деформация ещё остаётся упругой, называется пределом текучести. Выше этого предела деформация становится пластической.

Модуль Юнга - коэффициент, характеризующий сопротивление материала растяжению/сжатию при упругой деформации. В динамических задачах механики модуль Юнга рассматривается в более общем смысле - как функционал среды и процесса.

Модуль Юнга рассчитывается следующим образом:

где:

E — собственно модуль упругости в паскалях

F — сила в ньютонах,

S — площадь, на которую действует сила,

l — длина деформируемого стержня,

x — удлинение/укорочение стержня в результате упругой деформации (в тех же единицах, что и для l).