Внутреннее трение (вязкость жидкости). Формула Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Формула Гагена-Пуазейля.

В реальной жидкости вследствие взаимного притяжения и теплового движения молекул имеет место внутреннее трение, или вязкость. Ньютон установил, что сила Fтр внутреннего трения между двумя слоями жидкости, движущимися с различными скоростями зависит от природы жидкости и пропорциональная площади S соприкасающихся слоёв и градиенту скорости dv/dx между ними:

где η – коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом вязкости или просто вязкостью жидкости и зависящий от её природы.

 

Жидкость, которая подчиняется уравнению Ньютона называют ньютоновской. У большинства жидкостей (вода, низкомолекулярные органические соединения, расплавленные металлы и их соли и др.) коэффициент вязкости зависит только отприроды жидкости и температуры(с повышением температуры коэффициент вязкости понижа­ется). Такие жидкости называются ньютоновскими.а их вязкость нормальной

У некоторых жидкостей, преимущественно высокомолекулярных (например, растворы полимеров) или представляющих дисперсные системы (суспензии и эмульсии), коэффициент вязкости зависит также от режима течения — давления и градиента скорости.Такие жидкости называют неньютоновскими,а их вязкость аномальной.Например,кровь

В жидкости течение может быть ламинарным или турбулентным.

Ламинарное (слоистое) течение – течение, при котором слои жидкости текут, не перемешиваясь, скользя друг относительно друга. Распределение скоростей имеет параболический характер:

Турбулентное течение – течение, при котором скорости частиц жидкости в каждой точке беспорядочно меняются. Такое движение сопровождается появлением звука. Турбулентное течение – это хаотическое, крайне нерегулярное, неупорядоченное течение жидкости.

 

Скорость V_кр перехода ламинарного течения в турбулентное определяется числом Рейнольдса Re:

 

Количество жидкости Q, протекающее через поперечное сечение в единицу времени равно Q = vср S, где S=πR2. Следовательно

Формула Гагена-Пуазейля.

 

 

Или _______________________

 

 

– Гидравлическое сопротивление.

 

Звук. Виды звуков. Физические характеристики звука. Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука. Шкала уровней интенсивности звука.

Звук – распространяющийся в виде продольных волн колебательное движение частиц упругой среды: газообразной, жидкой или твёрдой.

Звуки, встречающиеся в природе, разделяют на несколько видов.

Тон – это звук, представляющий собой периодический процесс. Основной характеристикой тона является частота. Простой тон создается телом, колеблющимся по гармоническому закону (например, камертоном). Сложный тон создается периодическими колебаниями, которые не являются гармоническими (например, звук музыкального инструмента, звук, создаваемый речевым аппаратом человека).Сложный то может быть разложен на простые.Наименьшая частота V0 такого разложения соответствует основному тону. Остальные гармоники имеют частоты,равные 2 V0, 3 V0 и т д.Набор частот с указанием их амплитуды называется акустическим спектром. Спектр сложного тона линейчатый

 

Шум – это звук, имеющий сложную неповторяющуюся временную зависимость и представляющий собой сочетание беспорядочно изменяющихся сложных тонов (шелест листьев) Спектр шума сплошной

 

.

Звуковой удар – это кратковременное звуковое воздействие (хлопок, взрыв, удар, гром).

Физические характеристики звука:

Энергетической характеристикой звука как механической волны является интенсивность. Но на практике для оценки звука удобнее использовать звуковое давление, которое дополнительно возникает при прохождении звуковых волн в жидкостях или газах. Интенсивность I и звуковое давление p связаны соотношением

 

Рассмотренные характеристики звука являются объективными характеристиками,т к их можно оценивать с помощью приборов

.В слуховом ощущении субъективно (звук оценивается человеком) различаются высота, громкость и тембр звука. Каждая из этих характеристик, в свою очередь, зависит от физических величин, имеющих объективный смысл: частоты и интенсивности звуковой волны.