ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Εργαστήρια Μηχανικής-Θερμότητας Κίνηση σωμάτων σε Ρευστά-ιξώδες Διδάσκων :Αναπληρωτής Καθηγητής Καμαράτος Ματθαίος

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

ΚΙΝΗΣΗ ΣΩΜΑΤΩΝ ΣΕ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΡΕΥΣΤΑ-ΙΞΩΔΕΣ

Όταν προσπαθήσουμε να τρέξουμε μέσα στην θάλασσα περπατώντας αισθανόμαστε μια αντίσταση από το νερό. Όταν ένα αλεξιπτωτιστής πέφτει από αεροπλάνο στην αρχή η ταχύτητά του αυξάνεται αλλά στη συνέχεια σταθεροποιείται. Τα ρευστά εξασκούν στα σώματα που βρίσκονται στο εσωτερικό τους την δύναμη της άνωσης η οποία είναι σταθερή. Για ένα σώμα που πέφτει σε ρευστό υπό την επίδραση της βαρύτητας η συνισταμένη των δύο δυνάμεων (βαρύτητας και άνωσης) είναι σταθερή και έτσι θα έπρεπε το σώμα συνεχώς να επιταχύνεται. Γιατί τα σώματα μέσα στα ρευστά (υγρά και αέρια) έχουν αυτήν την συμπεριφορά στην κίνησή τους;

Πρέπει να διευκρινίσουμε ότι συνήθως ασχολούμαστε με ένα μοντέλο των ρευστών γνωστό ως ιδανικά ρευστά στο οποίο αμελούνται οι δυνάμεις συνοχής μεταξύ των μορίων του ρευστού και μεταξύ των μορίων του ρευστού και των τοιχωμάτων του δοχείου ή μεταξύ των μορίων του ρευστού και των σωμάτων που κινούνται ως προς το ρευστό. Στην περίπτωση των ιδανικών ρευστών εκτός της άνωσης και της βαρύτητας δεν υπάρχει άλλη δύναμη από το ρευστό προς το σώμα που κινείται σε αυτό. Έτσι η ροή της φλέβας του ρευστού σε ένα σωλήνα ή γύρω από ένα σώμα που κινείται στο ρευστό είναι στρωτή

Στα πραγματικά ρευστά πρέπει να λάβουμε υπόψη μας και τις δυνάμεις μεταξύ των μορίων οι οποίες δημιουργούν σχετική κίνηση μεταξύ των στρωμάτων του ρευστού. Η σχετική κίνηση μεταξύ των στρωμάτων του ρευστού και μεταξύ του ρευστού και των τοιχωμάτων ή του σώματος που κινείται σε αυτό αναπτύσσει ένα είδος εσωτερικής τριβής που είναι γνωστή και ως ιξώδες του ρευστού.

Υποθέστε ότι μια σφαίρα ακτίνας r αφήνεται από την ελεύθερη επιφάνεια του ρευστού το οποίο βρίσκεται σε ηρεμία σε ένα κυλινδρικό δοχείο. Επειδή η δύναμη του ιξώδους αυξάνεται με την ταχύτητα θα υπάρχει μια τιμή στην οποία η συνισταμένη δύναμη που εξασκείται στο σώμα θα είναι μηδέν. Πέρα από το σημείο αυτό η ταχύτητα του σώματος θα είναι σταθερή. F F Άνωσης ιξ υ Β

Πειραματική διαδικασία  

  R (mm) 2.5 3.0 3.5 …….

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ. http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?id=1412 .

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων : Αναπληρωτής Καθηγητής Καμαράτος Ματθαίος. «Εργαστήρια Μηχανικής-Θερμότητας. Κίνηση σωμάτων σε Ρευστά-ιξώδες». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?id=1412 .

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1] https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/