Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

15: Механіка рідини

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    75426

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    • Зрозумійте поняття тиску та те, як моделюється тиск у рідині.
    • Зрозумійте, як моделювати градієнт тиску завдяки гравітації.
    • Зрозумійте принцип Паскаля та як моделювати гідравлічні підйомники та пристрої вимірювання тиску.
    • Зрозумійте, як градієнт тиску призводить до сили плавучості.
    • Зрозумійте різницю між ламінарним і турбулентним потоком.
    • Зрозумійте рівняння безперервності, а також поняття масового і об'ємного потоку.
    • Зрозумійте, як застосувати Принцип Бернуллі для моделювання швидкості та тиску всередині текучої рідини.
    • Зрозумійте, як моделювати опір потоку в трубі, використовуючи в'язкість рідини.

    У цьому розділі ми представляємо інструменти, необхідні для моделювання динаміки рідин. Це дозволить нам змоделювати, як об'єкти можуть плавати, як вода тече по трубі, і як крила літака створюють ліфт. Ми почнемо з введення концепції тиску та моделювання статичних рідин (гідростатики) перед розробкою моделей для рідин, що протікають (гідродинаміка). Рідини, як правило, визначаються як фаза речовини, в якій атоми (або молекули) лише нещільно пов'язані один з одним, наприклад, в газах або рідинях. Більшість формалізму, який ми розробляємо, стосуватиметься будь-якої рідини (газу, рідини, плазми), хоча ми часто обмежуємося моделюванням найпростіших ситуацій (наприклад, ламінарного потоку нестисливої рідини).

    прелюдія

    Ви пливете, і вітер дме з півночі. Ви хочете подорожувати вітром (північ). У якому напрямку ви повинні вказати свій човн/вітрило?

    clipboard_ef5a39f7917f78a82de025b8534a34d92.png
    Малюнок 15.1: Можливі напрямки ви можете вказати свій вітрильник.
    1. Північний
    2. Південь
    3. Точка або Схід, або Захід
    4. Чергувати північний схід і північний захід
    5. Ви не можете йти вгору по вітрі

    • 15.1: Тиск
    • 15.2: Плавучість
      У цьому розділі ми розглянемо, як градієнт тиску в рідині призводить до сили плавучості на об'єкті, який занурений в рідину.
    • 15.3: Гідродинаміка
      У попередніх розділах ми розробили «гідростатичні» моделі для рідин, коли ці рідини знаходяться в стані спокою (в деякій інерційній системі відліку). У цьому розділі ми розробляємо «гідродинамічні» моделі, щоб обговорити, що відбувається при протіканні рідин. Ми обмежимо наші моделі рідинами, які течуть «ламінарно», а не «бурхливою» модою.
    • 15.4: Резюме
    • 15.5: Думаючи про матеріал
    • 15.6: Приклади проблем та їх вирішення