17. Что такое напряжение силы трения?

Величину силы внутреннего трения, возникающей в потоке жидкости, удобно характеризовать напряжением этой силы, т.е. ее величиной, отнесенной к единице поверхности. Эта величина называется касательным напряжением трения, обозначается и измеряется в Па.

dF_н

dS

dF

dF_k

18. Перечислите силы, действующие в реальной движущейся жидкости.

При движении реальной жидкости, помимо тех сил, которые действуют в идеальной жидкости, т.е. внешних массовых сил, сил давления и инерции, действуют также и силы внутреннего трения.

- напряжение силы трения,

.

19. Перечислите силы, действующие в идеальной движущейся жидкости.

В движущейся идеальной жидкости действуют силы трех видов внешние массовые, давления и инерции.

Внешние массовые силы приложены к жидкости со стороны окружающей среды, а величина их пропорциональна массе жидкости (гравитационная сила).

Силы давления, возникают тогда, когда в жидкости имеет место неоднородное распределение давления (это поверхностная сила, т.е. она действует на поверхности и величина ее пропорциональна поверхности, на которую действует давление).

Инерциальные силы возникают только тогда, когда движение не является прямолинейным и равномерным (это массовые силы, т.е. величина их пропорциональна массе движущейся жидкости).

24. Какой фундаментальный закон природы описывает уравнение Навье-Стокса? Напишите это уравнение в векторной форме.

«Закон сохранения импульса для реальной жидкости или газа»: равнодействующая всех внешних сил, действующих на тело, равна скорости изменения его импульса.

Где =( коэффициент вязкости);

- это массовая плотность внешней объемной силы,

25. Как называется величина ? Из каких слагаемых она состоит, и какой физический смысл имеет каждое из них?

- это массовая плотность силы инерции, т.е. это ускорение, которое создается за счет действия силы инерции. (ускорение сплошной среды)

- локальная производная по времени, характеризует изменение скорости во времени, связанное не стационарным процессом.

- характеризует изменение скорости во времени в результате того, что этот поток движется в пространстве с переменной скоростью.

26. Какие жидкости называются Ньютоновскими?

Жидкости, для которых напряжения трения пропорционально поперечному градиенту продольной составляющей скорости потока - называются ньютоновскими жидкостями.

- это вязкая жидкость, подчиняющаяся в своем течении закону вязкого трения Ньютона ( вода, мыло).

28 вопрос: Для какой жидкости - идеальной или реальной, сжимаемой или несжимаемой - применимо уравнение Навье-Стокса?

Уравнение Навье-Стокса применимо для идеальной и реальной, а так же для сжимаемой и несжимаемой. Просто для каждого случая необходимо задать соответствующие условия однозначности и записать систему уравнений.

–для сжимаемой

–для несжимаемой

29. Запишите систему уравнений, позволяющую решить основную задачу МЖГ.

НЕ УВЕРЕН!

31. Для какой жидкости: сжимаемой или несжимаемой применимо уравнение Эйлера? Объясните почему?

Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости, называемые уравнениями Эйлера, представляют собой математическое выражение второго закона Ньютона, т.е. законы сохранения количества движения (импульса).

Форма уравнения Эйлера не зависит от того, является ли жидкость сжимаемой или несжимаемой, т.к. в идеальной жидкости при изменении объема не возникает никаких дополнительных сил.

30. Каким уравнением выражается закон сохранения импульса для идеальной жидкости? Напишите это уравнение в векторной форме.

-закон сохранения импульса для идеальной жидкости.

32. Запишите уравнения статики. Как они выводятся?

Уравнения статики выводятся из уравнения Эйлера :

, - данное уравнение выражает условие равновесия неподвижной жидкости: внешние массовые силы уравновешены силами давления.

37. Докажите, что в покоящейся несжимаемой жидкости, находящейся в поле действия силы тяжести, давление по глубине изменяется линейно.

Рассмотрим неподвижную жидкость. Пусть положительное направление оси z совпадает с направлением действия силы тяжести и z=0 на свободной поверхности жидкости, где давление равно p₀. В этом случает уравнение статики примет вид : , преобразовываем и получаем

dp=ρgdz. Интегрируем при ρ=const, p=ρgz+C, где С-постоянна я интегрирования. Полагая z=0, получим С=p₀ и следовательно , решение задачи имеет вид p=p₀+ρgz.

Таким образом, в случае несжимаемой жидкости давление по глубине изменяется линейно, а именно увеличивается, и тем быстрее, чем больше плотность жидкости.