12.Консервативные силы,потенциальная энергия.Связь между работой консервативных сил и потенциальной энергией.

Консервативные силы – силы, работа которых при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений тела. Пример консервативной силы – сила тяжести. Потенциальная энергия – механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними.Связь работы консервативных сил и потенциальной энергии. Работа консервативных сил не зависит от траектории и по любому замкнутому пути равна нулю. Изменение потенциальной энергии, равное по величине работе, тоже не будет зависеть от траектории и по любому замкнутому пути будет равным нулю. Следовательно, запас потенциальной энергии, как возможной работы консервативных сил, определяется только начальной и конечной конфигурациями системы.

16. Ламинарные и турбулентные режимы течения жидкостей и газов.

Формула Пуазейля. Число Рейнольдса.

Вязкость (внутреннее трение) - это свойство реальных жидкостей сопротивляться перемещению одной части жидкости относительно другой. . Величина показывает быстроту изменения скорости при переходе от слоя к слою в направлении х, которое перпендикулярно направлению движения слоев, и называется градиентом скорости. Единица вязкости - паскаль-секунда (Па•с) Вязкость зависит от температуры, характер этой зависимости для жидкостей и газов отличается (у газов с увеличением температуры увеличивается, для жидкостей, наоборот, уменьшается) что указывает на различие в них механизмов внутреннего трения. Существует два режима течения жидкостей. Течение называется ламинарным (слоистым), если вдоль потока каждый выделенный тонкий слой скользит относительно соседних, не перемешиваясь с ними, и турбулентным (вихревым), если вдоль потока происходит интенсивное вихреобразование и перемешивание жидкости (газа). Ламинарное течение жидкости наблюдается при небольших скоростях ее движения. Внешний слой жидкости, примыкающий к поверхности трубы, в которой она течет, из-за сил молекулярного сцепления прилипает к ней и остается неподвижным. Скорости последующих слоев тем больше, чем больше их расстояние до поверхности трубы, при этом наибольшей скоростью обладает слой, который движется вдоль оси трубы. При турбулентном течении частицы жидкости приобретают составляющие скоростей, которые перпендикулярны течению, и они могут двигаться из одного слоя в другой. Скорость частиц жидкости быстро возрастает по мере удаления от поверхности трубы, затем изменяется незначительно. Так как частицы жидкости могут перейти из одного слоя в другой, то их скорости в различных слоях мало отличаются. Из-за большого градиента скоростей у поверхности трубы обычно происходит образование вихрей. Характер течения зависит от безразмерной величины, называемой числом Рейнольдса    Формула Пуазёйля

При установившемся ламинарном движении вязкой несжимаемой жидкости сквозь цилиндрическую трубу круглого сечения секундный объёмный расход прямо пропорционален перепаду давления на единицу длины трубы и четвертой степени радиуса и обратно пропорционален коэффициенту вязкости жидкости.

ГДЕ

ρ — плотность жидкости, кг/м³;

p₁ − p₂ = Δp — перепад давления на концах капилляра, Па;

Q — секундный объёмный расход жидкости, м³/с;

R — радиус капилляра, м;

d — диаметр капилляра, м;

η — коэффициент динамической вязкости, Па·с;

 — длина трубы, м.

Формула используется для определения вязкости жидкостей.

    Число Рейнольдса.Вязкость жидкости и газа обычно существенна только при относительно малых скоростях, При больших скоростях, когда вязкость перестаёт играть существенную роль, сопротивление тела пропорционально квадрату скорости. Критерий, при котором вязкость перестаёт играть существенную роль, называется числом Рейнольдса. Это число определяется формулой

.

Число Рейнольдса – безразмерная величина, которая характеризует относительную роль сил вязкости.