מכניקת זורמים · פיתוח 12

זרימת קואט

זמן יעד: 0:50 ⏱ ניסיון חדש

ניסוח מלא

מים בעלי צמיגות \eta זורמים בין שני לוחות במרחק d. הלוח העליון נע במהירות u ביחס לתחתון. מצאו את פרופיל הזרימה העמיד של המים ואת מאמץ הגזירה (כוח ליחידת שטח) שפועל על כל אחד מהלוחות.

פתרון

נניח שהלוח התחתון במנוחה והעליון נע במהירות u. מסימטריה פרופיל הזרימה הוא \vec{v}=v\left(y\right)\hat{x} כאשר \hat{y} הוא הכיוון בין הלוחות. נסתכל על שטח חתך A. נסמן ב-F את הכוח בין המים וכל אחד מהלוחות בשטח החתך הזה. נכתוב משוואת כוחות על מים הנמצאים באזור בין 0 ל-y:
\frac{F}{A}=\eta\frac{dv}{dy}\Rightarrow v\left(y\right)=\frac{F}{\eta A}y
תנאי השפה הם כמובן שמהירות המים צריכה להיות 0 ביחס ללוח בנקודת המגע:
v\left(d\right)=\frac{Fd}{\eta A}=u
v\left(y\right)=\frac{uy}{d}
\frac{dF}{dA}=\frac{\eta u}{d}

ניסיונות וטבלת שיאים

אף אחד עוד לא פתר את הפיתוח הזה.

אין עדיין ניסיונות.