Закон силы сопротивления

Закон силы сопротивления

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

ОСНОВЫ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД

СТОКС (Stokes) Джордж Габриель (1819-1903), английский физик и математик, член (1851) и президент (1885-90) Лондонского королевского общества. Фундаментальные исследования по гидродинамике (уравнение Навье — Стокса, закон Стокса). Труды по оптике, спектроскопии и люминесценции (правило Стокса), гравиметрии, векторному анализу (формула Стокса).

Рассмотрим движение тела в жидкости (например, при осаждении мелких частиц — седиментации). На частицу радиуса R при осаждении действуют три силы: сила тяжести , сила сопротивления среды и сила Архимеда (рис. 6.19).

АРХИМЕД (ок. 237 до н. э., Сиракузы, Сицилия — 212 до н. э., там же), древнегреческий математик и механик, основоположник теоретической механики и гидростатики. Разработал методы нахождения площадей поверхностей и объемов различных фигур и тел, которые предвосхитили методы дифференциального и интегрального исчислений. Архимеду принадлежит множество технических изобретений, завоевавших ему необычайную популярность среди современников.

Для описания движения частицы, относительно жидкости, используется число Рейнольдса

где v — скорость частицы, R — ее характерный размер.

Замечание: это число Рейнольдса отличается от числа Рейнольдса в случае течения жидкости, например, в трубе, т.к. относится к различным явлениям.

Если число Рейнольдса много меньше единицы (для малых частиц, порошков и т.д., имеющих размеры порядка 0,1-0,05 мм и меньше), то обтекающий частицу поток жидкости является ламинарным. При этом сила сопротивления Fc = bv , где b — коэффициент, зависящий от размеров и формы частицы и от вязкости жидкости. Для частиц сферической формы радиуса R ,

Следовательно, сила сопротивления будет иметь вид (формула Стокса)

При наличии турбулентности сила сопротивления Fc

v 2 , а число Рейнольдса заключено в интервале (1-10).

Формула (6.64) применяется для расчетов при проведении ряда важных физических опытов: определение заряда электрона методом Милликена”, при изучении броуновского движения и т.п.

files.lib.sfu-kras.ru

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Ньютона закон сопротивления

Согласно закону Ньютона, сила сопротивления среды движущемуся в ней телу равна [c.344]

По мере роста Ке (большие диаметры шаров или скорости потока или малая кинематическая вязкость) -наблюдается постепенный переход от закона Стокса к так называемому закону сопротивления Ньютона [c.25]

При движении пластины в своей плоскости возникает сопротивление трения. Для лопастных мешалок сопротивление трения практического значения не имеет. Многочисленные опыты подтвердили практическую применимость уравнения Ньютона для лопастных мешалок в пределах используемых скоростей. Однако необходимы некоторые уточнения при определении силы сопротивления для лопастных мешалок, связанные с тем, что лопасти мешалок вращаются, а ие движутся поступательно. Кроме того, мешалки работают в замкнутых объемах, а не в неограниченной жидкой среде, для которой получен закон сопротивления Ньютона. [c.276]

По закону Ньютона сила сопротивления среды (кг) может быть найдена по формуле [c.180]

Значительный накопленный опыт показывает, что для расчета сопротивления тела при гиперзвуковом обтекании можно использовать закон сопротивления Ньютона, полагавшего, что движущаяся жидкость состоит из одинаковых частиц, заполняющих равномерно пространство и не взаимодействующих друг с дру- [c.118]

Уравнение (60) учитывает как силы притяжений, так и силы, препятствующие осаждению капель, закон Ньютона — силу сопротивления или силы, тормозящие движение частиц в турбулентном потоке. Эта сила учитывается [c.86]

В случае движения шарообразных частиц закон сопротивления Ньютона выражается равенством , [c.172]

Реология — паука о деформационных свойствах материалов, т. е. об их способности изменять форму при действии деформирующих усилий, о законах, связывающих усилие, деформацию и время. Именно различие в деформационных свойствах послужило первоначально признаком, по которому вещества делят на газы, жидкости и твердые материалы. Такие разделы науки и техники, как аэродинамика, гидродинамика, сопротивление материалов, в значительной мере опираются на некоторые простейщие законы реологии закон внутреннего трения Ньютона, закон Гука и др. [c.151]

Для турбулентного обтекания (в соответствии с законом Ньютона) коэффициент сопротивления не зависит от числа Ке, а только от фактора формы [c.121]

В общем случае сопротивление движению частицы, оказываемое средой, может быть определено в соответствии с законом Ньютона [c.430]

Ке2 Рж, то частица начинает двигаться вниз с ускорением. Среда оказывает сопротивление движению частицы, определяемое в общем случае законом Ньютона [c.361]

Падение сферической частицы в условиях закона сопротивления Ньютона. Сферическая частица, первоначально покоившаяся при 2 = 0, падает (в положительном направлении оси г) в поле тяжести. Условия падения таковы, что в течение некоторого короткого промежутЙа времени на частицу действует сила сопротивления Р , пропорциональная квадрату скорости (т. е. выполняется закон сопротивления Ньютона). [c.195]

Излагая научные основы поведения минеральных зерен в воде в зависимости от скорости восходяще струи, удельного веса минералов и от величины наибольшего поперечного сечения зерна, учены исходил из того, что величина гидродинамического сопротивления среды падапцему минеральному зерну пропорциональна квадрату его скорости и поперечному сечению. Существенно отметить, что в основу определения скорости падения минеральных зерен Х.Борн положил квадратичны закон сопротивления И.Ньютона. [c.193]

Исходным пунктом дая теоретических изысканий и разработок П.Р.Риттингера явился так называемый квадратичный закон сопротивления И.Ньютона, вошедший в литературу по гидравлике, гидромеханике и гидродинамике. Согласно этому закону давление двшкущейся воды со скоростью на расположенную неподвижно и перпендикулярно ей плоскую пластинку площадью выражается кинетической энергией. Причем согласно Ньютону живая сила струи у неподвижной пластинки становится равной нулю и целиком превращается в давление которое П.Р.Риттингер выражает равенством [c.197]

Смотреть страницы где упоминается термин Ньютона закон сопротивления: [c.97] [c.10] [c.88] [c.38] [c.97] [c.31] [c.28] [c.31] [c.99] [c.25] [c.228] [c.321] Процессы и аппараты химической технологии (1955) — [ c.175 ]

chem21.info

Силы сопротивления при больших скоростях

Но вернемся к законам «мокрого» трения. Как мы выяснили, при малых скоростях сопротивление зависит от вязкости жидкости,, скорости движения и линейных размеров тела. Рассмотрим теперь законы трения при больших скоростях. Но прежде надо сказать, какие скорости считать малыми, а какие большими. Нас интересует не абсолютная величина скорости, а то8 является ли скорость достаточно малой, чтобы выполнялся рассмотренный выше закон вязкого трения.

Оказывается, нельзя назвать такое число метров в секунду, чтобы во всех случаях при меньших скоростях были, применимы законы вязкого трения. Граница применения изученного нами закона зависит от размеров тела и от степени вязкости и плотности жидкости.

Для воздуха «малыми» являются, скорости меньше

для воды — меньше

а для вязких жидкостей,, вроде густого меда, — меньше

Таким образом, к воздуху и особенно к воде законы вязкого трения мало применимы: даже при малых скоростях, порядка 1 см /с, они будут годиться лишь для крошечных тел миллиметрового размера. Сопротивление, испытываемое ныряющим в воду человеком, ни в какой степени не подчиняется закону вязкого трения.

Чем же объяснить, что при изменении скорости меняется закон сопротивления среды? Причины надо искать в изменении характера обтекания жидкостью движущегося в нем тела. На рис. 6.3 изображены два круговых цилиндра, движущихся в жидкости (ось цилиндра перпендикулярна к чертежу). При медленном движении жидкость плавно обтекает движущийся предмет — сила сопротивления, которую ему приходится преодолевать, есть сила вязкого трения (рис. 6.3, а). При большой скорости позади движущегося тела возникает сложное запутанное движение жидкости (рис. 6.3, б). В жидкости то появляются, то пропадают различные струйки, они образуют причудливы фигуры, кольца, вихри. Карта на струек все время меняется. Появление этого движения, называемого турбулентным, в корне меняет закон сопротивления.

Турбулентное сопротивление зависит от скорости и размеров предмета совсем иначе, чем вязкое: оно пропорционально квадрату скорости и квадрату линейных размеров. Вязкость жидкости при этом движении перестает играть существенную роль; определяющим свойством становится ее плотность,- причем сила сопротивления пропорциональна первой степени плотности жидкости (газа). Таким образом, для силы F турбулентного сопротивления справедлива формула .

где ν — скорость движения, L — линейные размеры предмета и ρ — плотность среды. Числовой коэффициент пропорциональности, который мы не написали, имеет различные значения в зависимости от формы тела.

physiclib.ru

Силы сопротивления при больших скоростях

Но вернемся к законам «мокрого» трения. Как мы выяснили, при малых скоростях сопротивление зависит от вязкости жидкости, скорости движения и линейных размеров тела. Рассмотрим теперь законы трения при больших скоростях. Но прежде надо сказать, какие скорости считать малыми, а какие большими. Нас интересует не абсолютная величина скорости, а то, является ли скорость достаточно малой, чтобы выполнялся рассмотренный выше закон вязкого трения.

Оказывается, нельзя назвать такое число метров в секунду, чтобы во всех случаях при меньших скоростях были применимы законы вязкого трения. Граница применения изученного нами закона зависит от размеров тела и от степени вязкости и плотности жидкости.

Для воздуха «малыми» являются скорости меньше

для воды – меньше

а для вязких жидкостей, вроде густого меда, – меньше

Таким образом, к воздуху и особенно к воде законы вязкого трения мало применимы: даже при малых скоростях, порядка 1 см/с, они будут годиться лишь для крошечных тел миллиметрового размера. Сопротивление, испытываемое ныряющим в воду человеком, ни в какой степени не подчиняется закону вязкого трения.

Чем же объяснить, что при изменении скорости меняется закон сопротивления среды? Причины надо искать в изменении характера обтекания жидкостью движущегося в нем тела. На рис. 110 изображены два круговых цилиндра, движущихся в жидкости (ось цилиндра перпендикулярна к чертежу). При медленном движении жидкость плавно обтекает движущийся предмет – сила сопротивления, которую ему приходится преодолевать, есть сила вязкого трения (рис. 110, а). При большой скорости позади движущегося тела возникает сложное запутанное движение жидкости (рис. 110, б). В жидкости то появляются, то пропадают различные струйки, они образуют причудливые фигуры, кольца, вихри. Картина струек все время меняется. Появление этого движения, называемого турбулентным, в корне меняет закон сопротивления.

Турбулентное сопротивление зависит от скорости и размеров предмета совсем иначе, чем вязкое: оно пропорционально квадрату скорости и квадрату линейных размеров. Вязкость жидкости при этом движении перестает играть существенную роль; определяющим свойством становится ее плотность, причем сила сопротивления пропорциональна первой степени плотности жидкости (газа). Таким образом, для силы F турбулентного сопротивления справедлива формула

где v – скорость движения, L – линейные размеры предмета и ? – плотность среды. Числовой коэффициент пропорциональности, которого мы не написали, имеет различные значения в зависимости от формы тела.

fis.wikireading.ru

Стокса закон

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Стокса закон» в других словарях:

СТОКСА ЗАКОН — (выведен Дж. Г. Стоксом в 1851), закон, определяющий силу сопротивления F, испытываемую тв. шаром при его медленном поступат. движении в неогранич. вязкой жидкости: F=6pmirv, где m коэфф. динамич. вязкости жидкости, r радиус шара и v его скорость … Физическая энциклопедия

СТОКСА ЗАКОН — см. Закон Стокса. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

СТОКСА ЗАКОН — СТОКСА ЗАКОН: сила сопротивления испытываемая твердым шаром при его медленном поступательном движении в неограниченно вязкой жидкости, F=6pmru, где r радиус шара, m коэффициент вязкости жидкости, u скорость движения шара. Установлен Дж. Г.… … Большой Энциклопедический словарь

СТОКСА ЗАКОН — СТОКСА ЗАКОН: сила сопротивления, испытываемая твердым шаром при его медленном поступательном движении в неограниченно вязкой жидкости, F=6pmru, где r радиус шара, m коэффициент вязкости жидкости, u скорость движения шара. Установлен Дж. Г.… … Энциклопедический словарь

СТОКСА ЗАКОН — (по имени англ. математика и физика Дж. Стокса) закон гидродинамики, определяющий силу сопротивления, к рая действует на твёрдый шар при его медленном постулат, движении в неогранич. вязкой жидкости. Согласно С. з. сила сопротивления F =6ПИnrv,… … Большой энциклопедический политехнический словарь

СТОКСА ЗАКОН — (по имени W. Stokes) – мышца, лежащая выше воспаленной слизистой или серозной оболочки, часто парализована (например, воспаление брюшины приводит к паралитической кишечной непроходимости) … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

СТОКСА ПРАВИЛО — (Стокса закон), утверждает, что длина волны фотолюминесценции больше, чем длина волны возбуждающего света. Установлено Дж. Г. Стоксом в 1852. С. п. выполняется не всегда, во мн. случаях наблюдаются антистоксовы линии, длины волн к рых короче… … Физическая энциклопедия

Стокса правило — Стокса закон, утверждает, что длина волны фотолюминесценции больше, чем длина волны возбуждающего света. Установлено Дж. Г. Стоксом в 1852. С. п. выполняется не всегда, во многих случаях в спектре фотолюминесценции наблюдаются… … Большая советская энциклопедия

Стокса формула — формула преобразования криволинейного интеграла по замкнутому контуру L в поверхностный интеграл по поверхности Σ, ограниченной контуром L. С. ф. имеет вид: , причём направление обхода контура L должно быть… … Большая советская энциклопедия

dic.academic.ru

Смотрите еще:

  • Толкование уголовного закона виды толкований Лекция 2. Уголовное законодательство Российской Федерации, его задачи и принципы 2.5. Толкование уголовного закона Сущность толкования уголовного закона состоит в уяснении содержания закона в целях его […]
  • Participle правило Причастие I Причастие I (Participle I) - неличная форма глагола, обладающая свойствами глагола, прилагательного и наречия. Соответствует формам причастия и деепричастия в русском языке. Формы […]
  • Вывод закона кирхгофа Введем некоторые характеристики теплового излучения. Поток энергии (любых частот), испускаемый единицей поверхности излучающего тела в единицу времени во всех направлениях (в пределах телесного угла 4π), […]
Закладка Постоянная ссылка.

Обсуждение закрыто.