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粘滞阻力
圖片來自百度

粘滞阻力 (viscosity resistance),物体在粘滞流体中运动时所受的阻力。物体浸在粘滞流体中时,表面上就附着一层流体。在运动时,物体表面附近的流层间就存在一定的速度梯度。物体所受的粘滞阻力就是物体表面附近的流层间的内摩擦力引起的。

简介

物体在粘滞性流体中运动时,由于紧靠物体表面的流体附于物体的表面而被带走,于是在物体表面附近形成速度梯度,因而流层之间有内摩擦力,物体受到内擦阻力。这种由于流体的粘滞性直接产生的阻力叫做粘滞阻力。当物体运动速度不大,且物体的形状是适宜的流线型时,物体的后边没有涡旋发生。在此情形下,物体所受的阻力就是粘滞阻力。 通过实验总结,得出如下的规律:若物体相对于流体的运动速度很小时,其所受阻力F与物体相对于流体的运动速度v、流体的粘滞系数η及物体的线度l成正比。这一规律称为斯托克定律。其比例系数随物体的形状而定,对于球形物体来说,其线度以半径r表示。其比例系数为6π,即球形物体在粘滞性流体中运动时,所受到的粘滞阻力位:F=6πηrv,该式称为斯托克定律。[1]

评价

在理论力学中所说的“与物体速度一次方成正比的阻力”,指的就是粘滞阻力。在空气中运动速度不十分快的物体,受到的阻力主要是粘滞阻力。 形成流体粘性的原因有两个方面:一是流体分子间的引力,当流体微团发生相对运动时,必须克服相邻分子间的引力,这种作用类似物体间的相互摩擦,从而表现出摩擦力;二是流体分子的热运动,当流体层之间作相对运动时,由于分子的热运动,使流体层之间产生质量交换,由于流层之间的速度差别,必然产生动量交换,从而产生力的作用,使得相邻的流体层之间产生摩擦力。不论气体和液体,都存在分子之间的引力和热运动,只是所占比重不同而已。对于气体,由于分子距比较大,分子间的引力相对较小,而分子的热运动却非常强烈,因此构成气体粘性的主要原因是分子的热运动;对于液体,分子距非常小,分子之间的相互约束力非常大,分子的热运动非常微弱,所以构成液体的粘性主要原因是分子间的引力。[2]

视频

粘滞流体的阻力

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参考文献